soojusdünaamikat

Soojusdünaamika, sageli nimetatud termodünaamika, on füüsikateaduse haru, mis käsitleb soojuse, töö, temperatuuri ja energia vahelisi seoseid. See uurib, kuidas energia muutub ja levib ning kuidas need protsessid mõjutavad aine füüsikalisi omadusi. Termodünaamika aluseks on neli peamist seadust.

Null-seadus või termodünaamika null-seadus, mis on nimetatud hiljem teiste seaduste järgi, määratleb temperatuuri mõiste. Kui kaks süsteemi on kolmandaga termilises tasakaalus, siis nad on ka omavahel termilises tasakaalus. See seadus võimaldab temperatuuri mõõta.

Esimene seadus, tuntud ka kui energia jäävuse seadus, väidab, et energia ei saa luua ega hävitada, vaid seda saab ainult muundada ühest vormist teise. See tähendab, et suletud süsteemis on kog energia konstantne. Teisisõnu, süsteemi siseenergia muut on võrdne süsteemile antud soojuse ja süsteemi poolt tehtud töö vahega.

Teine seadus käsitleb entroopiat ja kirjeldab energia transformatsioonide suunda. See väidab, et isoleeritud süsteemis aja jooksul suureneb entroopia või jääb konstantseks, mis tähendab, et süsteem liigub loomulikult kõrgema korrapäratuse seisundist madalama korrapäratuse seisundisse. See seadus piirab ka soojusmootorite efektiivsust.

Kolmas seadus väidab, et absoluutse nulltemperatuuri saavutamisel on mis tahes täiuslikult korrapärase kristalli entroopia null. See seadus täpsustab absoluutse nullpunkti ja sellega seotud termodünaamilisi piiranguid.

Soojusdünaamika rakendused on laialdased, hõlmates inseneriteadust (nt mootorid, elektrijaamad), keemiat (nt keemilised reaktsioonid), bioloogiat (nt ainevahetus) ja isegi kosmoloogiat.