ترمودینامیک چیست؟
ترمودینامیک عبارت است از مطالعه گرما و نحوه انتقال آن از یک محل به محل دیگر. بسیاری از فرآیندها با تبادل گرما همراه هستند و این موضوع فقط دستگاه های گرمایش را شامل نمی شوند و موتورها و بسیاری از ماشین های دیگر را نیز در بر می گیرد. ترمودینامیک دارای سه قانون مهم است.
قانون اول بیان می دارد که گرما فقط نوعی انرژی است و در جهان کل مقدار انرژی همواره ثابت می ماند. موتورهای گرمایی یا حرارتی نظیر توربین گازی یا راکتور هسته ای، انرژی سوخت را به انرژی گرمایی تبدیل می کنند. بنابراین، برای تولید گرما، دقیقاً باید به همان مقدار شکل دیگری از انرژی مصرف شود. برای مثال، گرمای تولید شده در یک بخاری برقی، برابر انرژی الکتریکی مصرف شده در آن است.
بر اساس قانون دوم ترمودینامیک، انرژی گرمایی همواره از شئی گرم تر به شئی سردتر انتقال می یابد. به عنوان مثال هیچگاه نمی بینیم که گرمای جاری شده از یک فنجان سرد به درون قهوه گرم، قهوه را گرم کند! قانون سوم نیز بیان می دارد که نمی توان گرمای یک شئی را آنقدر گرفت که به صفر درجه مقیاس کلوین برسد.
در حقیقت، در ترمودینامیک قانون چهارمی نیز وجود دارد که قانون صفرم نامیده می شود. این قانون وابسته به قوانین دیگر است و بر اساس آنها فرموله شده است. قانون صفرم بیان می دارد که اگر دو شئی با یک شئی سوم هم دما باشند، در آن صورت، هر سه شئی دمایشان با هم برابر است و می گوییم که در حالت تعادل گرمایی قرار دارند.
هر سیستم یا دستگاهی که در آن تغییرات انرژی گرمایی رخ می دهد (مانند موشک)، از اصول ترمودینامیک و خصوصاً حرکت یا انتقال گرما بهره می گیرد. در تمام سیستم های ترمودینامیکی، تبدیل انرژی انجام می گیرد. انرژی از شکلی به شکل دیگر در می آید، اما هیچگاه از بین نمی رود. معنای قانون دوم ترمودینامیک آن است که چنین موتوری هرگز نمی تواند به بازده کامل برسد و همواره مقداری از انرژی گرمایی، جذب اشیای سردتری می شود که موتور را در برگرفته اند.
منابع
مقاله علمی و آموزشی «ترمودینامیک چیست؟»، نتیجه ی تحقیق و پژوهش، گردآوری، ترجمه و نگارش هیئت تحریریه علمی پورتال یو سی (شما می توانید) می باشد. در این راستا کتاب Kingfisher Science Encyclopedia، تالیف Catherine Headlam ترجمه محمود سالک از نشر Kingfisher Books، منتشر شده در ۱۹۹۱ با شابک ۹۷۸۰۸۶۲۷۲۸۵۳۳ به عنوان منبع اصلی مورد استفاده قرار گرفته است.
