Red de conocimiento del abogados - Cuestiones jurídicas del divorcio - Cómo entender la aplicación de la primera ley de la termodinámica en el estudio del universoLa ley cero de la termodinámica: Si cada uno de dos sistemas termodinámicos está en equilibrio térmico con un tercer sistema termodinámico, entonces también deben En equilibrio térmico Primera ley de la termodinámica: si un sistema está aislado de su entorno, su energía interna no cambia. Se concluye que el cambio de energía interna de un sistema es igual a la suma del calor que absorbe del ambiente y el trabajo realizado por el ambiente sobre él. (delta)U=(delta)w+(delta)q Hay varias expresiones de la segunda ley de la termodinámica: Clausius afirma que el calor se puede transferir espontáneamente de un objeto más caliente a un objeto más frío, pero no se puede transferir espontáneamente de un objeto más caliente. un objeto a un objeto más frío se transfiere a objetos más calientes. Kelvin-Planck señaló que es imposible absorber calor de una sola fuente de calor y convertir este calor en trabajo sin otros efectos. Expresión de entropía: la entropía en un sistema aislado nunca disminuye con el tiempo. Tercera Ley de la Termodinámica: Generalmente expresada como cero absoluto, el valor de entropía de un cristal perfecto de todas las sustancias puras es cero. R.H. Feller y E.A. Guggenheim también propusieron otra formulación de la tercera ley de la termodinámica: ningún sistema puede reducir su temperatura a 0K en un número finito de pasos, lo que se denomina principio inalcanzable de 0K. La Primera Ley de la Termodinámica A principios del siglo XIX, muchas personas estaban obsesionadas con una misteriosa máquina que sólo necesitaba una fuerza inicial para funcionar. Luego no requería energía ni combustible, sino que podía continuar trabajando automáticamente. Antes de que se propusiera la primera ley de la termodinámica, se había estado discutiendo la posibilidad de crear una máquina de movimiento perpetuo. Este tipo de máquina de movimiento perpetuo que no requiere energía externa se denomina primer tipo de máquina de movimiento perpetuo. La primera ley de la termodinámica es la ley de conservación de la energía, lo que significa que la energía puede cambiar de una forma a otra, pero su cantidad total no puede aumentar ni disminuir y se conserva. A principios de este siglo, Einstein descubrió que la energía y la masa se pueden convertir entre sí, por lo que cambió la ley de conservación de la energía por la ley de conservación de la masa y la energía. Esta ley establece que la materia no puede ser destruida ni creada, y alguna vez fue considerada por los ateos como el fundamento eterno del universo. La primera ley de la termodinámica se originó a finales del siglo XVIII y principios del XIX. Con la aplicación generalizada de las máquinas de vapor en la producción, la gente prestó cada vez más atención a la conversión de calor y trabajo. Así nació la termodinámica. En 1798, Thompson negó la existencia del calórico mediante experimentos. Meyer, un doctor y físico alemán, propuso la idea de la conversión mutua entre calor y movimiento mecánico entre 1841 y 1843. Esta fue la primera vez que se propuso la primera ley de la termodinámica. Joule diseñó experimentos para medir los equivalentes eléctricos y mecánicos del calor y determinó experimentalmente la primera ley de la termodinámica, complementando los argumentos de Meyer. 2. La segunda ley de la termodinámica Después de que la gente se dio cuenta de la ley de conversión y conservación de la energía, su sueño de crear una máquina de movimiento perpetuo no se detuvo. Mucha gente empezó a intentar absorber energía de una única fuente de calor (como el aire y el océano) y utilizarla para realizar trabajo. La conversión exitosa de calor no viola la conservación de la energía. Si esto pudiera lograrse, la humanidad tendría una energía casi inagotable. El agua es muy abundante en la Tierra y tiene una gran capacidad calorífica. Con sólo bajar la temperatura del agua de mar en 1°C se puede liberar suficiente calor para la sociedad moderna durante cientos de miles de años. Si absorbiéramos calor del agua de mar para realizar un trabajo, ¡no necesitaríamos transportar combustible mientras navegamos! Este tipo de máquina se denomina segundo tipo de máquina de movimiento perpetuo. Pero todos los experimentos fracasaron porque violaban otra ley fundamental de la naturaleza: la segunda ley de la termodinámica. En 1824, el ingeniero militar francés Carnot concibió una máquina térmica ideal que no realizaba trabajo externo ni fricción. Al estudiar el ciclo simple de calor y trabajo (ciclo de Carnot) entre dos fuentes de calor de diferentes temperaturas en esta máquina térmica, se concluye que la máquina térmica debe realizar trabajo entre las dos fuentes de calor, y la eficiencia de la máquina térmica solo depende de la diferencia de temperatura con la fuente de calor. Incluso en condiciones ideales, la eficiencia de un motor térmico no puede alcanzar el 100%. Es decir, el calor no se puede convertir completamente en trabajo. En 1850, Clausius unificó las leyes de conservación y transformación de energía y el principio de Carnot sobre la base de Carnot, señalando que es imposible que una máquina automática transfiera calor de un objeto de baja temperatura a uno de alta temperatura sin ningún cambio. Esta es la segunda ley de la termodinámica. Pronto, Kelvin propuso que era imposible obtener calor de una sola fuente y hacerlo completamente útil sin otros efectos o que era imposible obtener trabajo mecánico enfriando cualquier parte de la materia por debajo de la temperatura ambiente más baja mediante maquinaria inanimada; Ésta es la expresión Kelvin de la segunda ley de la termodinámica. Ostwald lo expresó así: El segundo tipo de máquina de movimiento perpetuo no puede construirse con éxito. Existen muchas opiniones sobre la segunda ley de la termodinámica, entre las cuales las dos más populares son: 1. Clausius dijo: "Es imposible transferir calor de un objeto de baja temperatura a uno de alta temperatura sin provocar otros cambios". El proceso de transferencia de calor de alta temperatura a baja temperatura puede ocurrir de forma espontánea. Por el contrario, se puede realizar la transferencia de calor de baja temperatura a alta temperatura, pero existen condiciones, como transferir calor de baja temperatura a alta temperatura a través de un refrigerador. Además de la conversión de esta parte de energía, inevitablemente provocará otros cambios, es decir, también consumirá el trabajo de la electricidad y lo convertirá en calor, es decir, mientras transfiere calor de baja temperatura a alta temperatura, lo hará. También consumir otra parte del trabajo y convertirlo en calor. 2. Declaración de Kelvin: "Es imposible eliminar el calor de una sola fuente de calor y convertirlo completamente en un éxito sin otros cambios". Esta afirmación significa que la conversión de trabajo en calor no puede causar otros cambios (como la generación de calor por fricción, el trabajo mecánico se convierte completamente en calor sin otros cambios), pero el proceso inverso hará que el calor cambie con éxito además de estas conversiones de energía. , inevitablemente habrá otros cambios que de otro modo no ocurrirían. Las dos afirmaciones de Clausius y Kelvin son, en realidad, coherentes.