Introduksjon til Kjemi (Norsk)
læringsmål
- Diskutere tre lover om termodynamikk.
– Tasten Poeng
- første lov, også kjent som Loven om Bevaring av Energi, sier at energi ikke kan skapes eller ødelegges i et isolert system.
- termodynamikkens andre lov sier at entropien av noe isolert system alltid øker.,
- Den tredje lov av termodynamikk sier at entropien i et system nærmer seg en konstant verdi som temperaturen nærmer absolutte nullpunkt.
Vilkår
- absolutt zeroThe laveste temperaturen som er teoretisk mulig.
- entropyA termodynamiske eiendom som er målestokken på et system er i termisk energi per enhet av temperaturen som er tilgjengelig for å gjøre nyttig arbeid.
System eller Omgivelsene
for å unngå forvirring, forskere diskutere termodynamiske verdier i forhold til et system og dets omgivelser., Alt som ikke er en del av systemet som utgjør dens omgivelser. Systemet og omgivelsene er atskilt av en grense. For eksempel, hvis systemet er ett mol av en gass i en beholder, og deretter grensen er bare den indre veggen i beholderen seg selv. Alt utenfor grensen er vurdert omgivelsene, som ville inkludere beholder selv.
grensen må være klart definert, kan man så klart si om en gitt del av verden er i systemet eller i nærområdet., Hvis saken ikke er i stand til å passere over grensen, så systemet er sagt å være stengt, ellers er det åpent. Et lukket system kan fortsatt utveksle energi med omgivelsene, med mindre du er en isolert, i hvilket tilfelle verken materie eller energi kan gå over grensen.,
Den Første Loven om Termodynamikk
Den første loven av termodynamikk, også kjent som Loven om Bevaring av Energi, sier at energi kan verken skapes eller ødelegges; energi kan bare overføres eller endres fra en form til en annen. For eksempel, slå på lyset ville virke til å produsere energi, men det er elektrisk energi som er konvertert.,
En måte å uttrykke den første lov i termodynamikken er at enhver endring i indre energi (∆E) i et system er gitt ved summen av varme (q) som renner over sine grenser og arbeid (w) gjort på systemet ved omgivelsene:
\Delta E = q + w
Denne loven sier at det er to typer av prosesser, varme og arbeid, det kan føre til en endring i den indre energien til et system., Siden både varme og arbeidet kan måles og kvantifiseres, dette er det samme som å si at enhver endring i energien i et system må resultere i en tilsvarende endring i energien fra omgivelsene utenfor systemet. Med andre ord, energi kan ikke skapes eller ødelegges. Hvis varmen strømmer inn i et system eller omgivelsene arbeide på den, den indre energien øker og tegnet av q og w er positive. I motsatt fall, varme strømme ut av systemet eller arbeid utført av systemet (på omgivelsene) vil være på bekostning av den indre energien, og q og w vil derfor være negativ.,
termodynamikkens Andre Lov
termodynamikkens andre lov sier at entropien av noe isolert system alltid øker. Isolerte systemer spontant utvikle seg mot termisk likevekt—tilstand av maksimal entropi av systemet. Mer enkelt sagt: entropien i universet (den ultimate isolert system) bare øker og aldri avtar.
En enkel måte å tenke på termodynamikkens andre lov er at et rom, hvis ikke rengjorte og tidied vil nødvendigvis bli mer rotete og uryddig med tid – uansett hvor forsiktig man er til å holde det rent., Når rommet er rengjort, sin entropi reduseres, men innsatsen for å rydde det har resultert i en økning i entropi utenfor rommet som overskrider entropi tapt.
Den Tredje Lov av Termodynamikk
Den tredje lov av termodynamikk sier at entropien i et system nærmer seg en konstant verdi som temperaturen nærmer absolutte nullpunkt. Entropien av et system i det absolutte nullpunkt er vanligvis null, og i alle tilfeller bestemmes bare av antall ulike bakken sier det har., Spesielt, entropi av et rent krystallinsk stoff (perfekt stand) på absolutt null temperatur er null. Denne erklæringen gjelder hvis den perfekt krystall har bare en stat med et minimum av energi.