تحقیق در مورد علم ترمودینامیک با فرمت ورد

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 14

علم ترمودینامیک

جهان مکانیک موضوع: انتروپی دوشنبه 31/5/84 علم ترمودینامیک برپایه چهار اصل کلی قرار دارد که چهار قانون ترمودینامیک نامیده می‌شود. از میان این چهار قانون ابتدا قانون دوم و سپس قانون اول کشف شد. قانون سوم به نام قانون صفرم نامیده می‌شود. البته اینها منطقی است چون علم ترمودینامیک از منطقی‌ترین و کاربردی‌ترین علوم روی زمین است. به طور خلاصه این چهار قانون را بیان می‌کنیم: قانون صفرم درباره توصیف مفهوم دماست. قانون اول درباره اصل بقای انرژی است. قانون دوم درباره اصل انتروپی و قانون سوم دمایی فوق‌العاده پایین و دور از دسترس است. با استفاده از این چهار اصل می‌توان به: توصیف ویژگیهای ماده و حتی وضعیت نهایی جهان پرداخت در دنیای واقعی تعادل را کمتر می‌توان یافت. در جزایر آتشفشانی مواد مذاب داغ بر سطح زمین جاری می‌شود. در مناطق قطبی اقیانوس منجمد جنوبی بزرگترین دستگاه یخ‌سازی دنیا پیوسته مشغول کار است. در صحرای بزرگ آفریقا خورشید بی‌رحمانه به سطح زمین می‌تابد و آن را گرم می‌کند. در آبشارهای سراسر دنیا نیز آب به فرسایش سنگهای دنیا مشغول است. از بدو شکل‌گیری تاکنون زمین به شکل یک ماشین بزرگ پیوسته مشغول کار است. زمین کارخانه‌ای است که همیشه کار می‌کند و هیچگاه تعطیل نمی‌شود. زمین یک موتور طبیعی است تا موقعی که از خورشید انرژی دریافت می‌کند به کار خود ادامه خواهد داد. موتورهای تولید نیرو از موج‌های دریا یا موتورهای دیزل غول‌پیکری که کشتی‌ها را به حرکت درمی‌آورد و یا هر موتور دیگر تنها به یک دلیل کار می‌کند. به این دلیل که حرارت و حرکت می‌تواند ماده را جابه‌جا کند. طی چند سال گذشته موتورهای حرارتی پیشرفت زیادی داشتند، ولی از آن زمان تاکنون گرما فقط در یک جهت حرکت می‌کند. (از دمای بالاتر به دمای پایین‌تر). تمام موتورها و خود زمین به این دلیل بر کار خود ادامه می‌دهند که یکی از قسمتهای آنها در دمای بالاتری قرار گرفته است. در طبیعت جریانها و پدیده‌های قدرتمندی در اتمسفر به وجود می‌آید، که نیروی خود را از اختلاف دمای خط استوا و قطبهای شمال بدست می‌آورد. در هر مکان و هر موتوری این اصل برقرار است. در این خودروی موجود اختلاف دما بین سوخت و هوای درون سیلندر و‌ آبی که در سیستم خنک‌کننده آن جریان دارد، باعث ادامه کار موتور می‌شود. موتورهای بخار نیز بین دمای بالای دیگ بخار و دمای پایین هوای محیط کار می‌کنند. هرچه اختلاف این دو دما بیشتر باشد، (دمای بالا داغ‌تر و دمای پایین خنک‌تر باشد) موتور بهتر کار می‌کند. ولی اگر جریان سوخت متوقف شود، و موتور شروع به خنک شدن کند، عملکرد آن نیز متوقف می‌شود. البته این به معنی دردسر است. اگر تمام قسمتهای موتور به دمای یکسانی برسد و تمام حرکتها متوقف شود موتور به وضعیت نهایی خود می‌رسد، که وضعیت تعادل نام دارد. از دیدگاه علمی این امر چگونه تولید می‌شود؟ در این شبیه‌سازی دینامیکی مولکولی هر زوج از اتمها به گونه‌ای طراحی شده که مطابق با نیروی بین اتمی عمل کند. هنگامیکه یک جسم سرد با یک جسم گرم تماس می‌یابد چه اتفاقی می‌افتد؟ انرژی حرارتی از جسم گرم به جسم سرد می‌رود و این کار ادامه می‌یابد تا هر دو جسم به دمای یکسانی برسند. به چنین شرایطی وضعیت تعادل دمایی گویند. در نگاه اول به نظر می‌رسد تعادل مکانیکی با تعادل دمایی فرق داشته باشد. تعادل مکانیکی عدم سقوط اجسام است. هنگامیکه یک جسم در حال تعادل سقوط می‌کند و به زمین برخورد می‌کند هر جهش مجدد آن از جهش قبلی اندکی کمتر است ولی چرا؟ زیرا انرژی جنبشی کل جسم باعث حرکت نامنظم اتمهای آن می‌شود. این فرایند بسیار شبیه جریان یافتن حرارت درون اجسام است، و البته نتیجه مشابهی را نیز دربردارد. تمام انرژی موجود در جسم در نهایت به انرژی جنبشی و پتانسیل و حرکات نامنظم تبدیل می‌شود. اگرچه این فرضیه تعادل به معنی آرامش و سکون است، ولی این ایده حرکت نامنظم اتمها را از نظر مخفی نگه