Pochopenie procesov v termodynamike

O zákonoch termodynamiky sme hovorili v predchádzajúcom článku. Samotná termodynamika je odvetvie fyziky, ktoré skúma úsilie o premenu tepla na energiu. Toto odvetvie vedy úzko súvisí s tokom tepelnej energie z jedného objektu do druhého, procesom a následkami tohto prenosu energie. Jedným z príkladov - z tohto vedného odboru, ktorý dnes môžeme nájsť, je kondenzácia na studených sklenených povrchoch.

Termodynamika má štyri zákony týkajúce sa tepelnej rovnováhy, úspory energie, toku tepla v objektoch a podmienok absolútnej nuly. Okrem toho v tomto odbore vedy existuje aj to, čo sa nazýva termodynamický proces. Tento proces je proces, ktorý prežíva systém a ktorý zahŕňa zmeny energie v dôsledku zmien tlaku, objemu, teploty alebo prenosu tepla.

(Prečítajte si tiež: Čo je zákon termodynamiky?)

Tento proces premeny energie je rozdelený do štyroch typov, a to izochorické procesy, izobarické procesy, izotermické procesy a adiabatické procesy.

Izochorický proces

Izochorický proces je proces zmeny termodynamického stavu, ku ktorému dochádza pri konštantnom alebo stálom objeme. Pretože je objem pevný, systém ani neprijíma, ani neprijíma úsilie zo svojho prostredia. Môžeme to formulovať ako W = 0. Takto získame vzorec pre zákon I nasledovne.

ΔQ = ΔU

V izochorickom procese sa teplo dodávané do systému používa iba na zvýšenie energie v ňom.

Izobarický proces

Ďalší proces je izobarický. Tento proces sa týka zmeny termodynamického stavu pri konštantnom tlaku. Prácu v izobarickom procese (W) možno definovať ako produkt tlaku (P) a zmeny objemu (ΔV). V matematickom vzorci môžeme izobarický proces opísať nasledovne.

W = P x ΔV

V izobarickom procese možno prvý zákon termodynamiky konštatovať nasledovne.

ΔQ = ΔU + ΔW

Izotermický proces

Ako už z názvu vyplýva, izotermický proces je proces zmeny termodynamického stavu, ku ktorému dochádza pri konštantnej alebo konštantnej teplote. Táto konštantná teplota nespôsobuje v systéme žiadne zmeny energie alebo ΔU = 0. Podľa zákona I môžeme izotermický proces formulovať nasledovne.

ΔQ = ΔW

Adiabatický proces

Posledný proces je adiabatický proces. Tento proces sa týka zmien v termodynamickom stave, ktoré prebiehajú bez prenosu tepla medzi systémom a jeho prostredím. Konštantné teplo v systéme nespôsobuje v systéme žiadne zmeny tepla. V matematike ho môžeme definovať ako ΔQ = 0. Podľa zákona I možno adiabatický proces vyjadriť nasledovne.

ΔW = -ΔU