تحقیق درمورد تشریح و تحلیلی از جنبه های فلسفی قوانین ترمودینامیک 17 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 18

موضوع تحقیق:

تشریح و تحلیلی از جنبه های فلسفی قوانین ترمودینامیک

درس بیوشیمی فیزیک

نام استاد

آقای محمود جانلو

نام دانشجو

محسن خارکوهی

زمستان 1385

تشریح قوانین ترمودینامیک

مطالعه ترمودینامیک را مهندسین قرن نوزدهم آغاز کردند؛ آنها می خواستند بدانند قوانین فیزیک چه محدودیت هایی بر عملکرد ماشین های بخار و سایر ماشین های تولید کننده انرژی مکانیکی تحمیل می کنند. ترمودینامیک درباره تبدیل یک شکل انرژی به شکلی دیگر، به ویژه تبدیل گرما به سایر شکلهای انرژی بحث می کند. این کار با مطالعه روابط بین پارامترهای صرفا ماکروسکوپی صورت می گیرد که رفتار سیستمهای فیزیکی را توصیف می کنند. این گونه توصیف ماکروسکوپی (و در مقیاس بزرگ)، لزوما تا حدی خام است، چرا که همه جزئیات کوچک مقیاس و میکروسکوپی را نادیده می گیرد. اما در کاربردهای عملی، این جزئیات اغلب مهم نیستند. برای مثال، مهندسی که رفتارهای گازهای حاصل از احتراق را در سیلندر یک موتور اتومبیل بررسی می کند می تواند با کمیتهای ماکروسکوپی همچون دما، فشار، چگالی و ظرفیت حرارتی کار خود را پیش ببرد.

موتور درونسوز برای تبدیل یک نوع انرژی به نوعی دیگر ساخته شده است.

در واقع دانشمندان به دنبال یافتن پاسخ این پرسش بودند که آیا می توان ماشینی ساخت که به طور دائمی کار مکانیکی انجام دهد. آنها مدتها بر روی این موضوع تحقیق کردند و تعدادی از محققین نیز طرحهایی برای این کار پیشنهاد نمودند. شکل های زیر نوع از این طرحها را نشان می دهد.

این طرحها محدودیتهای قوانین ترمودینامیک را رعایت نمی کردند.

در این طرحها بدون انجام دادن کار انرژی گرفته می شد.

هدف این بود که ابزار ساخته شده بدون مصرف هیچ گونه سوخت یا هر گونه انرژی ورودی دیگر، کار خروجی بی پایانی را تامین کند. در شکل میله های کوتاه لولا شده، که به میخ ها تکیه دارند، وزنه ها را به چرخ متصل می کنند. وقتی میله ها در وضعیت نشان داده شده هستند، عدم توازنی در توزیع وزن وجود دارد که موجب ایجاد یک گشتاور ساعتگرد خواهد شد که چرخ را در جهت نشان داده شده می چرخاند. طراح می پنداشت این گشتاور همیشگی است و نه تنها چرخش چرخ را حفظ می کند، بلکه به طور دائمی به محور آن انرژی می دهد. اما آنچه در عمل اتفاق می افتد اینست که پس از یک دور چرخیدن، جرم ها در یک وضعیت متعادل باقی می مانند و حرکت متوقف می شود. در این راه کوششهای فراوانی صورت گرفت، اما هیچکدام عملی نبود.

طرحهایی که عملاً با شکست رو به رو شدند.

یافته های حاصل از آزمایشان نشان داد که ساختن چنین ماشینی غیر ممکن است. قانون اول ترمودینامیک نیز چیزی نیست، مگر بیان همین بقای انرژی. اگر تنها راه تغییر دادن انرژی یک دستگاه، انجام دادن کار روی دستگاه و یا واداشتن دستگاه به انجام کار بود، مسئله ساده بود. هر کاری که روی دستگاه انجام می دادیم در نهایت به صورت انرژی مکانیکی پس گرفته می شد. دادن گرما به دستگاه هم سبب بالا رفتن دمای آن می شود و وقتی جسم به دمای اولیه اش بازمی گشت، گرمایی را که قبلا گرفته بود عینا پس می داد. به این ترتیب می شد از نوعی انرژی مکانیکی داخلی دستگاه سخن گفت که عبارت بود از جمع جبری کار انجام یافته به وسیله دستگاه و کار انجام شده روی آن؛ در کنار آن دستگاه دارای یک محتوای گرمایی بود، که از جمع جبری گرمای داده شده به دستگاه و گرمای گرفته شده از آن محاسبه می گردید. 

قانون اول ترمودینامیک

آزمایش ژول نشان داد که این تئوری نادرست است. دمای یک جسم را می شد با انجام دادن کار روی آن تغییر داد؛ یک جسم

تحقیق در مورد علم ترمودینامیک

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 14 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

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

تحقیق در مورد ترمودینامیک

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 20 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

ترمودینامیک

گرما - دما و دماسنج

فشار

انبساط اجسام

گاز کامل

گرما سنجی و واحدهای آن

گرمای لازم برای تبدیل یخ به آب

تعادل آب و یخ

تعادل آب با بخار آب

فرآیندهای ترمودینامیکی

انرژی درونی

قوانین ترمودینامیک

ماشین های گرمایی

یخچال

گرما

هنگامی که دو جسم با دماهای متفاوت در تماس با یکدیگر قرار گیرند انرژی از

جسم گرمتر به جسم سرد تر میرود به انرژی که در این شرایط منتقل می شود

انرژی گرمایی می گویند

الف - گرما و حرکت مولکولی

میدانید که ماده از مولکولها تشکیل شده است این مولکولها ساکن نیستند بلکه دائما در حال

حرکت هستند  نوع حرکت آنها بستگی به حالت ماده دارد یکی از اثرهای گرما بر ماده

این است که حرکت آنها را سرعتر می کند و فاصله مولکول ها را افزایش می دهد در

نتیجه موجب افزایش طول سطح و حجم جامدات و حجم مایعات و گازها می شود

ب - گرما وانرژی درونی

مولکولهای اجسام چون در حرکتند دارای انرژی جنبشی میباشند و چون بین آنها نیروهای

پیوستگی  وجود دارد به سبب وضع و حالت خود دارای انرژی پتانسیل نیز هستند

هنگامیکه ماده ای را  گرم می کنیم انرژیهای جنبشی و پتانسیل مولکولها هردو افزایش

می یابد مجموع انرژیهای  جنبشی وپتانسیل تمام ملکولهای یک ماده را انرژی درونی یا

گرمایی  آن ماده مینامند

دما

دما کمیتی است نسبی و مقایسه ای و حالت جسم را نشان می دهد به عبارت دیگر درجه

گرمی جسم را نشان می دهد نه انرژی گرمایی آن را

دماسنجها

دماسنج وسیله اندازه گیری دمای اجسام است که بر اساس انبساط اجسام کار می کنند

مدرج کردن دماسنجها

برای مدرج کردن دماسنجها از دو نقطه ثابت در طبیعت استفاده می شود یکی نقطه پایینی

که معمولا نقطه ذوب یخ یا نقطه انجماد آب خالص در فشار یک اتمسفر بوده و دومی نقطه

بالایی که نقطه جوش آب خالص در فشار یک اتمسفر می باشد

الف - سلسیوس یا سانتیگراد

در این دماسنج نقطه ذوب یخ صفر درجه و نقطه جوش آب صد انتخاب شده است و

فاصله  بین صفر وصد به صد قسمت مساوی تقسیم شده است

ب - فارنهایت

نقطه ذوب یخ 32 و نقطه جوش آب 212 انتخاب شده است و فاصله بین به 180 قسمت

مساوی تقسیم شده است

ج - کلوین یا مطلق

نقطه ذوب یخ 273 و نقطه جوش آب 373 و فاصله بین به 100 قسمت مساوی تقسیم

شده است

د - رئومر

نقطه ذوب یخ صفر و نقطه جوش آب 80 درجه و فاصله بین به 80 قسمت مساوی تقسیم

شده است

رابطه دماها در دماسنجهای مختلف

اگر دماسنج سلسیوس دمای جسمی راC ، فارنهایت همان دما را F ، کلوین آن را T

و  رئومر R  نشان دهد رابطه بین آنها به صورت زیر است

فشار

فشار بزرگی نیرویی است که به طور مودی بر واحد سطح اثر می کند

صفر مطلق

پایین ترین دمای ممکن  است که صفر مطلق می نامند در این دما حرکت

مولکولها کاملا متوقف است و انرژی درونی ماده به کمترین مقدار ممکن می رسد رابطه

بین دما کلوین و سلسیوس با توجه به فرمولهای قبل به صورت زیر است

تحقیق در مورد قوانین ترمودینامیک با فرمت ورد

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 22

قوانین ترمودینامیکقانون صفرم ترمودینامیک

در زبان یونانی Thermos به معنای “گرما و حرارت” و Dynamic به معنای “تغییرات” می باشد و لغت Thermodynamic بیانگر شاخه ای از علم فیزیک می باشد که به بررسی رفتار خواص کلی سیستم ها مانند فشار، دما، انرژی داخلی، حجم، آنتروپی و ... می پردازد. از جمله مسایل مورد علاقه این علم می توان به بررسی قوانین حاکم بر تبدیل انرژی گرمایی به کار اشاره. قوانین اصلی حاکم بر این علم بسیار جالب بوده و مصادیق بسیاری در سایر علوم تجربی و نظری نیز دارند سعی خواهیم کرد که طی چند مطلب به تشریح ساده آنها بپردازیم.قانون صفرم (Zeroth law)برای هیچ یک از ما شکی وجود ندارد هنگامی که یک لیوان آب جوش را در یک ظرف بزرگتر آب سرد قرار می دهیم، پس از گذشت زمان لازم دمای آب درون لیوان و آب بیرون آن - درون ظرف بزرگتر - یکسان می شود. اینگونه بنظر می آید که میان دو منبع - منظور لیوان آب جوش و ظرف آب سرد - مفهومی بنام گرما به حرکت در می آید و از جایی که بیشتر است به سمت جایی که کمتر است حرکت می کند تا به تعادل گرمایی برسند.مثال دیگر آنکه هنگامی که یک لیوان آب یخ را بدست میگیرد بوضوح احساس می کنید چیزی - بنام گرما - از دست شما به سمت لیوان جاری می شود و ضمن سرد کردن دست شما به گرم کردن لیوان مشغول می شود. نمونه معکوس حالتی است که شما یک لیوان چای داغ را در درست می گیرد. در هر دو مورد اگر لیوان ها را برای مدت طولانی در دست نگاه داریم دیگر احساس خاصی نخواهیم داشت و دمای لیوان ها با دمای بدن ما یکسان می شود.این نمونه تجربه های به ظاهر ساده مصادیقی از قانون صفرم ترمودینامیک می باشند که معمولآ به اینصورت بیان می شود : “اگر A و B با جسم سومی مانند C در تعادل گرمایی باشند، حتمآ با یکدیگر نیز در تعادل خواهند بود.”دقت کنید که این خاصیت اگر چه بنظر ساده می آید اما در تمام موارد یکسان نیست و حتی شاید به نوعی ابهام هم داشته باشد. بعنوان مثال دلیلی وجود ندارد، اگر آقای A، گربه C را دوست داشته باشد و آقای B هم این گربه را دوست داشته باشد، در آنصورت آقایان A و B به یکدیگر علاقه داشته باشند.قانون صفرم ترمودینامیک در واقع تاکیدی است بر وجود یک کمیت بنام دما که مقدار آن در سیستم های ترمودینامیکی در حال تعادل یکسان می باشد. مشابه این قانون اگرچه در فیزیک الکتریسیته تعریف خاصی شاید نداشته باشد وجود دارد. شما وقتی دو منبع با پتانسیل های مختلف الکتریکی را از طریق یک سیم هادی به یکدیگر متصل کنید و مدار بسته ای تشکیل دهید، جریان الکتریسیته آنقدر در مدار جاری خواهد بود - و تلف خواهد شد - تا پتانسیل دو منبع یکسان شود.علت آنکه این قانون با شماره صفر مشخص می شود آن است که بسیار پایه ای بوده و نیز پس از گذشت سالها اسفتاده از سایر قوانین ترمودینامیک، در اوایل قرن بیستم به جمع قوانین ترمودینامیک پیوسته است.

قانون صفرم ترمودینامیک بیان می‌کند که اگر دو سیستم با سیستم سومی در حال تعادل گرمایی باشند، با یکدیگر در حال تعادلند.

قانون اول ترمودینامیک

در زبان یونانی Thermos به معنای “گرما و حرارت” و Dynamic به معنای “تغییرات” می باشد و لغت Thermodynamic بیانگر شاخه ای از علم فیزیک می باشد که به بررسی رفتار خواص کلی سیستم ها مانند فشار، دما، انرژی داخلی، حجم، آنتروپی و ... می پردازد. از جمله مسایل مورد علاقه این علم می توان به بررسی قوانین حاکم بر تبدیل انرژی گرمایی به کار اشاره. قوانین اصلی حاکم بر این علم بسیار جالب بوده و مصادیق بسیاری در سایر علوم تجربی و نظری نیز دارند سعی خواهیم کرد که طی چند مطلب به تشریح ساده آنها بپردازیم.قانون صفرم (Zeroth law)برای هیچ یک از ما شکی وجود ندارد هنگامی که یک لیوان آب جوش را در یک ظرف بزرگتر آب سرد قرار می دهیم، پس از گذشت زمان لازم دمای آب درون لیوان و آب بیرون آن - درون ظرف بزرگتر - یکسان می شود. اینگونه بنظر می آید که میان دو منبع - منظور لیوان آب جوش و ظرف آب سرد - مفهومی بنام گرما به حرکت در می آید و از جایی که بیشتر است به سمت جایی که کمتر است حرکت می کند تا به تعادل گرمایی برسند.مثال دیگر آنکه هنگامی که یک لیوان آب یخ را بدست میگیرد بوضوح احساس می کنید چیزی - بنام گرما - از دست شما به سمت لیوان جاری می شود و ضمن سرد کردن دست شما به گرم کردن لیوان مشغول می شود. نمونه معکوس حالتی است که شما یک لیوان چای داغ را در درست می گیرد. در هر دو مورد اگر لیوان ها را برای مدت طولانی در دست نگاه داریم دیگر احساس خاصی نخواهیم داشت و دمای لیوان ها با دمای بدن ما یکسان می شود.این نمونه تجربه های به ظاهر ساده مصادیقی از قانون صفرم ترمودینامیک می باشند که معمولآ به اینصورت بیان می شود : “اگر A و B با جسم سومی مانند C در تعادل گرمایی باشند، حتمآ با یکدیگر نیز در تعادل خواهند بود.”دقت کنید که این خاصیت اگر چه بنظر ساده می آید اما در تمام موارد یکسان نیست و حتی شاید به نوعی ابهام هم داشته باشد. بعنوان مثال دلیلی وجود ندارد، اگر آقای A، گربه C را دوست داشته باشد و آقای B هم این گربه را دوست داشته باشد، در آنصورت آقایان A و B به یکدیگر علاقه داشته باشند.قانون صفرم ترمودینامیک در واقع تاکیدی است بر وجود یک کمیت بنام دما که مقدار آن در سیستم های ترمودینامیکی در حال تعادل یکسان می باشد. مشابه این قانون اگرچه در فیزیک الکتریسیته تعریف خاصی شاید نداشته باشد وجود دارد. شما وقتی دو منبع با پتانسیل های مختلف الکتریکی را از طریق یک سیم هادی به یکدیگر متصل کنید و مدار بسته ای تشکیل دهید، جریان الکتریسیته آنقدر در مدار جاری خواهد بود - و تلف خواهد شد - تا پتانسیل دو منبع یکسان شود.علت آنکه این قانون با شماره صفر مشخص می شود آن است که بسیار پایه ای بوده و نیز پس از گذشت سالها اسفتاده از سایر قوانین ترمودینامیک، در اوایل قرن بیستم به جمع قوانین ترمودینامیک پیوسته است.

قانون اول ترمودینامیک که به عنوان قانون بقای کار و انرژی نیز شناخته می‌شود، می‌گوید که حالت تعادل ماکروسکوپی یک سیستم با کمیتی به نام انرژی درونی (U) بیان می‌شود. انرژی درونی دارای خاصیتی است که برای یک سیستم منزوی (ایزوله) داریم:

U=مقدار ثابت

اگر به سیستم اجازه? برهم‌کنش با محیط داده شود، سیستم از حالت ماکروسکوپی اولیه? خود به حالت ماکروسکوپی دیگری منتقل می‌شود که تغییر انرژی درونی را برای این تحول (فرآیند) می‌توان به شکل زیر نشان داد:

?U = Q ? W

که در این فرمول W، کار ماکروسکوپی انجام شده توسط سیستم در برابر نیروی خارجی و Q مقدار گرمای جذب شده توسط سیستم در طی این فرآیند است.

نمادگذاری

شمیی و فیزیک

چون در شیمی و فیزیک سیستم مورد توجه است، گرما و کاری که به سیمتم داده می‌شود مورد نظر ماست و انرژی درونی را Q+W در نظر می‌گیریم.(سیستم را بسته,در حالت سکون و در غیاب میداانها در نظر میگیریم)

,

where

dU یک افزایش بی‌اندازه کوچک در انرژی درونی سیستم است.,

?Q یک مقدار بی‌اندازه کوچک از گرما که به سیستم افزوده می‌شود,

?W یک کار بی‌اندازه کوچک که بر روی سیستم انجام می‌شود و

? نماد دیفرانسیل است.

قوانین فیزیک چه محدودیتهایی بر عملکرد ماشین های بخار و سایر ماشین های تولید کننده انرژی مکانیکی تحمیل می‌کنند. ترمودینامیک درباره تبدیل یک شکل انرژی به شکلی دیگر، به ویژه تبدیل گرما به سایر شکلهای انرژی بحث می‌کند. این کار با مطالعه روابط بین پارامترهای صرفا ماکروسکوپی صورت می‌گیرد که رفتار سیستمهای فیزیکی را توصیف می‌کنند. این گونه توصیف ماکروسکوپی (و در مقیاس بزرگ)، لزوما تا حدی خام است، چرا که همه جزئیات کوچک مقیاس و میکروسکوپی را نادیده می‌گیرد. اما در کاربردهای عملی، این جزئیات اغلب مهم نیستند. برای مثال، مهندسی که رفتارهای گازهای حاصل از احتراق را در سیلندر یک موتور اتومبیل بررسی می‌کند می‌تواند با کمیتهای ماکروسکوپی همچون دما، فشار، چگالی و ظرفیت حرارتی کار خود را پیش ببرد.در واقع دانشمندان به دنبال یافتن پاسخ این پرسش بودند که آیا می‌توان ماشینی به طور دائمی کار مکانیکی انجام دهد. آنها مدتها بر روی این موضوع تحقیق کردند و تعدادی از محققین نیز طرحهایی برای این کار پیشنهاد نمودند. شکل زیر یکی از این طرحها را نشان می‌دهد. هدف این بود که ابزار ساخته شده بدون مصرف هیچ گونه سوخت یا هر گونه انرژی ورودی دیگر، کار خروجی بی پایانی را تامین کند. در شکل میله های کوتاه لولا شده، که به میخ‌ها تکیه دارند، وزنه‌ها را به چرخ متصل می‌کنند. وقتی میله‌ها در وضعیت نشان داده شده هستند، عدم توازنی در توزیع وزن وجود دارد که موجب ایجاد یک گشتاور ساعتگرد خواهد شد که چرخ را در جهت نشان داده شده می‌چرخاند. طراح می‌پنداشت این گشتاور همیشگی است و نه تنها چرخش چرخ را حفظ می‌کند، بلکه به طور دائمی به محور آن انرژی می‌دهد. اما آنچه در عمل اتفاق می‌افتد اینست که پس از یک دور چرخیدن، جرم‌ها در یک وضعیت متعادل باقی می‌مانند و حرکت متوقف می‌شود.

در این راه کوششهای فراوانی صورت گرفت؛ در شکلهای زیر می‌توانید نمونه هایی از طرحهای پیشنهادی را ببینید.

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