 |
| قوانين الديناميكا الحرارية |
قوانين الديناميكا الحرارية laws of thermodynamics
قد بني علم الديناميكا الحرارية على أربعة قوانين تجريبية (القانون الأول، والقانون الثاني، والقانون الثالث، والقانون الرابع الذي يسمى القانون الصفري)، وهي كما يأتي بالتفصيل :القانون الأول للديناميكا الحرارية (first law of thermodynamics):
يسمى القانون الأول للديناميكا الحرارية قانون حفظ الطاقة (Law of Conservation of Energy)، وينص على أن الطاقة ثابتة في نظام مغلق؛ أي أن الطاقة لا تتغير، و أن الطاقة لا تفنى ولا تستحدث، إنما تتحول من شكل إلى آخر، وبصورة أخرى، ينص القانون الأول على أنه يمكن تخزين الطاقة في نظامعلى شكل طاقة داخلية أو طاقة حركية، ويمكن تبادلها مع الخارج على صورة عمل أو حرارة، ويتضمن هذا القانون ثلاثة مبادئ:
- قانون حفظ الطاقة : الطاقة لا تفنى ولا تنشأ من عدم، إنما تتحول من صورة إلى أخرى.
- تنتقل الحرارة من الجسم الساخن إلى الجسم البارد، وليس العكس.
- الشغل هو صورة من صور الطاقة.
القانون الثاني للديناميكا الحرارية (second law of thermodynamics):
يبين هذا القانون اتجاه سير ظواهر حدث في الطبيعة، مثل انتقال الحرارة من الجسم الساخن إلى البارد، ويصف التغيرات التي تحدث بأي نظام وخاصة التغيرات التلقائية وغير التلقائية، من الأمثلة على التغيرات التلقائية وغير التلقائية، عندما يبرد الجسم الساخن تلقائيا، أما تحويل الجسم البارد إلى ساخن، فلا يحدث تلقائيا، إنما يحتاج إلى طاقة لتسخينه.يدور القانون الثاني للديناميكا الحرارية حول جودة الطاقة. تنص على أنه مع نقل الطاقة أو تحويلها ، يضيع المزيد والمزيد منها. ينص القانون الثاني أيضًا على وجود ميل طبيعي لأي نظام منعزل للتدهور إلى حالة أكثر اضطرابًا.
القانون الثالث للديناميكا الحرارية (The Third Law of Thermodynamics):
هذا القانون يوكد عدم بلوغ الصفر المطلق لدرجة الحرارة ، ويعني أنه لخفض درجة حرارة جسم ما، لا بد من بذل طاقة، وتتزايد الطاقة المبذولة لخفض درجة حرارة الجسم تزايدا كبيرا كلما اقتربنا من درجة الصفر المطلق، على الرغم أن العلماء أرادوا الوصول إلى درجة 0.100من الصفر المطلق، لكن سيستحيل وفقا للقانون الثالث الوصول إلى الصفر المطلق، إذ يحتاج ذلك إلى طاقة كبيرة جدا..