ለረዥም ጊዜ የፊዚክስ ሊቃውንት እና የሌሎች ሳይንሶች ተወካዮች በሙከራ ጊዜያቸው የሚያዩትን የሚገልጹበት መንገድ ነበራቸው። የጋራ መግባባት አለመኖር እና "ከሰማያዊው" የተወሰዱ ብዙ ቃላት መኖራቸው በባልደረባዎች መካከል ግራ መጋባት እና አለመግባባቶችን አስከትሏል. ከጊዜ በኋላ, እያንዳንዱ የፊዚክስ ቅርንጫፍ የተመሰረቱትን ትርጓሜዎችን እና የመለኪያ ክፍሎችን አግኝቷል. ቴርሞዳይናሚክስ መለኪያዎች የታዩት በዚህ መንገድ ነው፣ በስርዓቱ ውስጥ ያሉትን አብዛኛዎቹን ማክሮስኮፒክ ለውጦች ያብራራል።
ፍቺ
የስቴት መለኪያዎች፣ ወይም ቴርሞዳይናሚክስ መለኪያዎች፣ አንድ ላይ እና እያንዳንዳቸው ለየብቻ የተስተዋለውን ስርዓት ሊያሳዩ የሚችሉ በርካታ አካላዊ መጠኖች ናቸው። እነዚህ እንደ፡ ያሉ ፅንሰ ሀሳቦችን ያካትታሉ።
- ሙቀት እና ግፊት፤
- ማጎሪያ፣ ማግኔቲክ ኢንዳክሽን፤
- ኤንትሮፒ፤
- አስጨናቂ፤
- ጊብስ እና ሄልምሆልትዝ ኢነርጂዎች እና ሌሎች ብዙ።
ጠንካራ እና ሰፊ መለኪያዎችን ይምረጡ። ሰፊው በቀጥታ በቴርሞዳይናሚክስ ስርዓት ብዛት ላይ የሚመረኮዙ እናከፍተኛ - በሌሎች መስፈርቶች የሚወሰኑ. ሁሉም መመዘኛዎች እኩል ገለልተኛ አይደሉም, ስለዚህ የስርዓቱን ሚዛናዊ ሁኔታ ለማስላት በአንድ ጊዜ ብዙ መለኪያዎችን መወሰን አስፈላጊ ነው.
በተጨማሪም፣ በፊዚክስ ሊቃውንት መካከል አንዳንድ የቃላት አገባብ አለመግባባቶች አሉ። ተመሳሳዩን አካላዊ ባህሪ በተለያዩ ደራሲዎች ሂደት፣ ወይም አስተባባሪ፣ ወይም ብዛት፣ ወይም መለኪያ፣ ወይም ንብረት ብቻ ሊጠራ ይችላል። ሁሉም ሳይንቲስቱ በሚጠቀሙበት ይዘት ላይ የተመሰረተ ነው. ነገር ግን በአንዳንድ ሁኔታዎች፣ የሰነዶች፣ የመማሪያ መጽሐፍት ወይም የትእዛዞች አርቃቂዎች ማክበር ያለባቸው ደረጃቸውን የጠበቁ ምክሮች አሉ።
መመደብ
በርካታ የቴርሞዳይናሚክስ መለኪያዎች ምደባዎች አሉ። ስለዚህ፣ በመጀመሪያው አንቀጽ ላይ በመመስረት፣ ሁሉም መጠኖች ወደእንደሚከፋፈሉ አስቀድሞ ይታወቃል።
- ሰፊ (ተጨማሪ) - እነዚህ ንጥረ ነገሮች የመደመር ህግን ያከብራሉ ማለትም ዋጋቸው እንደ ንጥረ ነገሮች ብዛት ይወሰናል፤
- የጠነከረ - እነሱ በግንኙነቱ ወቅት ስለሚሰለፉ ለምላሹ ምን ያህል ንጥረ ነገር እንደተወሰደ ላይ የተመካ አይደለም።
በስርአቱ ውስጥ የሚካተቱት ንጥረ ነገሮች የሚገኙበትን ሁኔታ መሰረት በማድረግ መጠኖቹ የደረጃ ምላሾችን እና ኬሚካላዊ ምላሾችን በሚገልጹ ሊከፋፈሉ ይችላሉ። በተጨማሪም የሬክተሮች ባህሪያት ግምት ውስጥ መግባት አለባቸው. ሊሆኑ ይችላሉ፡
- ቴርሞሜካኒካል፤
- ቴርሞፊዚካል፤
- ቴርሞኬሚካል።
ከዚህ በተጨማሪ ማንኛውም ቴርሞዳይናሚክ ሲስተም የተወሰነ ተግባር ያከናውናል፣ስለዚህ መለኪያዎቹ ይችላሉ።በምላሹ ምክንያት የተፈጠረውን ሥራ ወይም ሙቀትን ለይተው ይወቁ ፣ እና እንዲሁም የንጥረ ነገሮችን ብዛት ለማስተላለፍ የሚያስፈልገውን ኃይል ለማስላት ያስችልዎታል።
የግዛት ተለዋዋጮች
የማንኛውም ሥርዓት ሁኔታ፣ ቴርሞዳይናሚክስን ጨምሮ፣ በንብረቶቹ ወይም በባህሪያቱ ጥምር ሊወሰን ይችላል። ሁሉም ተለዋዋጮች ሙሉ በሙሉ በተወሰነ ጊዜ ብቻ የሚወሰኑ እና ስርዓቱ እንዴት ወደዚህ ሁኔታ እንደመጣ ላይ ያልተመሰረቱ ቴርሞዳይናሚክስ ስቴት መለኪያዎች (ተለዋዋጮች) ወይም የመንግስት ተግባራት ይባላሉ።
ተለዋዋጭ ተግባራቶቹ በጊዜ ሂደት ካልተቀየሩ ስርዓቱ እንደ ቋሚ ይቆጠራል። አንዱ የቋሚ ሁኔታ ስሪት ቴርሞዳይናሚክስ ሚዛናዊነት ነው። ማንኛውም፣ በስርአቱ ውስጥ ያለው ትንሽ ለውጥ እንኳን፣ አስቀድሞ ሂደት ነው፣ እና ከአንድ እስከ ብዙ ተለዋዋጭ ቴርሞዳይናሚክስ ሁኔታ መለኪያዎችን ሊይዝ ይችላል። የስርዓቱ ግዛቶች ያለማቋረጥ እርስበርስ የሚሸጋገሩበት ቅደም ተከተል "የሂደት መንገድ" ይባላል።
እንደ አለመታደል ሆኖ፣ ተመሳሳዩ ተለዋዋጭ ራሱን የቻለ እና በርካታ የስርዓት ተግባራትን የመጨመር ውጤት ስለሆነ አሁንም ከቃላቶቹ ጋር ግራ መጋባት አለ። ስለዚህ እንደ "state function", "state parameter", "state variable" የመሳሰሉ ቃላት እንደ ተመሳሳይ ቃላት ሊወሰዱ ይችላሉ.
ሙቀት
የቴርሞዳይናሚክስ ስርዓት ሁኔታ ከገለልተኛ መለኪያዎች አንዱ የሙቀት መጠን ነው። በእያንዳንዱ ክፍል ውስጥ የንጥቆችን የኪነቲክ ሃይል መጠን የሚለይ እሴት ነው።ቴርሞዳይናሚክስ ሲስተም በተመጣጣኝ ሁኔታ።
የፅንሰ-ሃሳቡን ፍቺ ከቴርሞዳይናሚክስ አንፃር ካቀረብነው የሙቀት መጠኑ በስርዓቱ ላይ ሙቀት (ኢነርጂ) ከጨመረ በኋላ ካለው ለውጥ ጋር ተመጣጣኝ የሆነ እሴት ነው። ስርዓቱ ሚዛናዊ በሆነበት ጊዜ የሙቀት ዋጋው ለሁሉም "ተሳታፊዎቹ" ተመሳሳይ ነው. የሙቀት ልዩነት ካለ ኃይሉ በሞቀ ሰውነት ይሰጦታል እና በቀዝቃዛ ሰው ይጠመዳል።
የቴርሞዳይናሚክስ ሲስተሞች አሉ ሃይል ሲጨመር ዲስኦርደር (ኤንትሮፒ) የማይጨምር ይልቁንም የሚቀንስባቸው። በተጨማሪም እንዲህ ዓይነቱ ሥርዓት የሙቀት መጠኑ ከሚበልጥ አካል ጋር የሚገናኝ ከሆነ የኪነቲክ ኃይሉን ለዚህ አካል ይሰጣል እንጂ በተቃራኒው አይደለም (በቴርሞዳይናሚክስ ህግ ላይ የተመሰረተ)።
ግፊት
ግፊት ማለት በሰውነት ላይ የሚሠራውን ኃይል የሚለይ፣ ከገጹ ጋር የሚመጣጠን ነው። ይህንን ግቤት ለማስላት ሙሉውን የኃይል መጠን በእቃው አካባቢ መከፋፈል አስፈላጊ ነው. የዚህ ኃይል ክፍሎች ፓስካል ይሆናሉ።
በቴርሞዳይናሚክስ መለኪያዎች ውስጥ ጋዝ የሚገኘውን አጠቃላይ መጠን ይይዛል ፣ እና በተጨማሪ ፣ የሚፈጥሩት ሞለኪውሎች ያለማቋረጥ በዘፈቀደ ይንቀሳቀሳሉ እና እርስ በእርስ እና ካሉበት መርከብ ጋር ይጋጫሉ።. በእቃው ግድግዳ ላይ ወይም በጋዝ ውስጥ በተቀመጠው የሰውነት አካል ላይ ያለውን ግፊት የሚወስኑት እነዚህ ተጽእኖዎች ናቸው. በትክክል ባልተጠበቀው ምክንያት አስገድድ በሁሉም አቅጣጫዎች በእኩል ይሰራጫል።ሞለኪውላዊ እንቅስቃሴዎች. ግፊቱን ለመጨመር የስርዓቱን የሙቀት መጠን መጨመር አለብዎት እና በተቃራኒው።
የውስጥ ሃይል
በስርአቱ ብዛት ላይ የሚመረኮሩት ዋናው ቴርሞዳይናሚክስ መለኪያዎች የውስጥ ሃይልን ያካትታሉ። በአንድ ንጥረ ነገር ሞለኪውሎች እንቅስቃሴ እና እንዲሁም ሞለኪውሎቹ እርስ በርሳቸው በሚገናኙበት ጊዜ የሚታየውን እምቅ ሃይል የኪነቲክ ሃይልን ያካትታል።
ይህ ግቤት የማያሻማ ነው። ማለትም የውስጥ ኢነርጂ ዋጋ በምንም አይነት መልኩ ስርዓቱ በሚፈለገው ሁኔታ ላይ በሚሆንበት ጊዜ ቋሚ ነው (ግዛቱ) ምንም ይሁን ምን.
የውስጥ ሃይልን መቀየር አይቻልም። በስርአቱ የሚሰጠውን ሙቀት እና የሚሠራው ሥራ ድምር ነው. ለአንዳንድ ሂደቶች እንደ ሙቀት፣ ኢንትሮፒ፣ ግፊት፣ አቅም እና የሞለኪውሎች ብዛት ያሉ ሌሎች መለኪያዎች ግምት ውስጥ ያስገባሉ።
Entropy
ሁለተኛው የቴርሞዳይናሚክስ ህግ የገለልተኛ ስርዓት ኢንትሮፒ አይቀንስም ይላል። ሌላው አጻጻፍ ሃይል ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ካለው የሰውነት ሙቀት ወደ ሞቃት እንደማይል ያሳያል። ይህ በበኩሉ ለሰውነት ያለውን ሃይል ወደ ስራ ለማስተላለፍ ስለማይቻል ዘላለማዊ ተንቀሳቃሽ ማሽን የመፍጠር እድልን ይክዳል።
የ"ኢንትሮፒ" ጽንሰ-ሀሳብ በ19ኛው ክፍለ ዘመን አጋማሽ ላይ ጥቅም ላይ መዋል ጀመረ። ከዚያም የሙቀት መጠኑን ወደ ስርዓቱ የሙቀት መጠን መለወጥ ተስተውሏል. ግን ይህ ፍቺ የሚመለከተው ብቻ ነው።በተከታታይ ሚዛን ውስጥ ያሉ ሂደቶች. ከዚህ በመነሳት የሚከተለውን ድምዳሜ ላይ መድረስ እንችላለን፡- ስርዓቱን የሚገነቡት የሰውነት ሙቀት ወደ ዜሮ የሚሄድ ከሆነ ኢንትሮፒውም ከዜሮ ጋር እኩል ይሆናል።
Entropy እንደ የጋዝ ሁኔታ ቴርሞዳይናሚክስ መለኪያ እንደ የዘፈቀደነት፣ የቅንጣት እንቅስቃሴ የዘፈቀደነት መለኪያ ሆኖ ያገለግላል። ሞለኪውሎችን በተወሰነ ቦታ እና ዕቃ ውስጥ ያለውን ስርጭት ለመወሰን ወይም በአንድ ንጥረ ነገር ions መካከል ያለውን የኤሌክትሮማግኔቲክ ኃይል ለማስላት ይጠቅማል።
Enthalpy
Enthalpy በቋሚ ግፊት ወደ ሙቀት (ወይም ስራ) የሚቀየር ሃይል ነው። ተመራማሪው የኢንትሮፒ ደረጃን፣ የሞለኪውሎችን ብዛት እና ግፊቱን የሚያውቅ ከሆነ ሚዛናዊነት ላይ ያለ ስርአት ያለው አቅም ይህ ነው።
የአንድ ሃሳባዊ ጋዝ ቴርሞዳይናሚክስ መለኪያ ከተጠቆመ፣ከስሜታዊነት ይልቅ፣“የተራዘመ ስርዓት ሃይል”የሚለው ቃል ጥቅም ላይ ይውላል። ይህንን እሴት ለራሳችን ለማስረዳት ቀላል ለማድረግ በጋዝ የተሞላ ዕቃ በፒስተን (ለምሳሌ በውስጣዊ ማቃጠያ ሞተር) ወጥ በሆነ መልኩ የተጨመቀ መርከብ መገመት እንችላለን። በዚህ ሁኔታ, enthalpy ከቁሱ ውስጣዊ ጉልበት ጋር ብቻ ሳይሆን ስርዓቱን ወደ አስፈላጊው ሁኔታ ለማምጣት መደረግ ያለበትን ስራ እኩል ይሆናል. ይህንን ግቤት መቀየር በስርዓቱ የመጀመሪያ እና የመጨረሻ ሁኔታ ላይ ብቻ የሚወሰን ነው፣ እና የሚቀበልበት መንገድ ምንም ችግር የለውም።
ጊብስ ኢነርጂ
የቴርሞዳይናሚክስ መለኪያዎች እና ሂደቶች በአብዛኛው ስርዓቱን ከሚፈጥሩት ንጥረ ነገሮች የኃይል አቅም ጋር የተቆራኙ ናቸው። ስለዚህ የጊብስ ኢነርጂ ከጠቅላላው የኬሚካል ኃይል ስርዓት ጋር እኩል ነው. እሱ በኬሚካላዊ ግብረመልሶች ሂደት ውስጥ ምን ለውጦች እንደሚኖሩ እና ንጥረ ነገሮች በአጠቃላይ መስተጋብር መፍጠር እንደሚችሉ ያሳያል።
በምላሹ ጊዜ የስርዓቱን የኃይል መጠን እና የሙቀት መጠን መለወጥ እንደ enthalpy እና entropy ያሉ ጽንሰ-ሀሳቦችን ይነካል። በእነዚህ ሁለት መመዘኛዎች መካከል ያለው ልዩነት ጊብስ ኢነርጂ ወይም ኢሶባሪክ-አይሶዘርማል አቅም ይባላል።
የዚህ ሃይል ዝቅተኛው እሴት የሚስተዋለው ስርዓቱ ሚዛናዊ ከሆነ እና ግፊቱ፣ሙቀት እና የቁሱ መጠን ሳይለወጥ ይቆያል።
Helmholtz ኢነርጂ
Helmholtz ኢነርጂ (እንደሌሎች ምንጮች - ልክ ነፃ ኢነርጂ) በስርአቱ ውስጥ ካልተካተቱ አካላት ጋር ሲገናኝ ሊያጣው የሚችለው የኃይል መጠን ነው።
የሄልምሆልትስ ነፃ ኢነርጂ ጽንሰ-ሀሳብ ብዙውን ጊዜ የሚሠራው አንድ ሥርዓት ምን ያህል ከፍተኛ ሥራ ሊሠራ እንደሚችል፣ ማለትም፣ ንጥረ ነገሮች ከአንድ ግዛት ወደ ሌላ ሲቀየሩ ምን ያህል ሙቀት እንደሚለቀቅ ለማወቅ ነው።
ስርአቱ በቴርሞዳይናሚክስ ሚዛን (ማለትም ምንም አይነት ስራ አይሰራም) ከሆነ የነጻ ሃይል ደረጃ በትንሹ ነው። ይህ ማለት እንደ ሙቀት ያሉ ሌሎች መለኪያዎችን መለወጥ,ግፊት፣ የንጥሎች ብዛት እንዲሁ አይከሰትም።
