2012年9月19日星期三

الحرارية التوازن


توازن الحرارية هو الشيء الذي نعرفه عن حدسي. ومن ذات الصلة لتبادل الحرارة أو أي نوع من التغيير الدينامية التي تحدث في النظام. ذلك لأن كل تغيير في طبيعة هو نتيجة لهذا التغيير في نظام للوصول إلى توازن الحرارية. هذا المقال هو مقدمة موجزة لمفهوم التوازن الحرارية.

الديناميكا الحرارية هي فرع رئيسي من الفيزياء، والذي يتعامل مع جميع أنواع الطاقة التغيرات التي تحدث في الطبيعة. ولا سيما أنها تنطوي على دراسة تحويل الحرارة إلى الأعمال الميكانيكية وعلم الطاقة من أي نوع من التغيير الفيزيائية أو الكيميائية في الطبيعة. لا سيما انها تتعامل مع التغيرات التي طرأت على المعلمات العيانية مثل الضغط ودرجة الحرارة وحجم أي نظام في الطبيعة. توازن الحرارية مفهوم هام في دراسة التفاعل بين نظامين الحرارية التي تأتي في اتصال مع بعضها البعض.

يحتاج المرء إلى فهم مفهوم التوازن قبل أحد يستطيع فهم معنى التوازن الحرارية. التوازن هو حالة من التوازن تتميز إلغاء الدقيق للقوى معارضة وهناك تغيير في الدولة على الإطلاق. يمكن أن يكون هناك دولتين من التوازن في الواقع. واحد هو توازن ثابت والآخر هو التوازن الديناميكي. ويمكن الوصول إلى توازن ثابت بسبب عدم وجود القوى الدينامية النشطة والتوازن الديناميكي بسبب القوى الفاعلة التي تلغي تماما كل منهما الآخر. كل نظام ديناميكي في الطبيعة هي في حالة تغير مستمر لتحقيق التوازن الحراري.

ما هو التوازن الديناميكا الحرارية؟

اسمحوا لي أن أشرح مفهوم التوازن الحرارية من خلال مثال بسيط. عند الحفاظ على فنجان من القهوة الساخنة على طاولة لفترة من الوقت، فإنه يبدأ ببطء لتبريد نظرا لتبادل الحرارة مع البيئة المحيطة. درجة حرارة القهوة يكون أعلى من المناطق المحيطة بها، يتم نقل الحرارة أكثر من القهوة إلى المناطق المحيطة بها وليس العكس. القهوة (ما لم يكن في حالة سكر فيها)، وتحافظ على تهدئة حتى تصبح درجة حرارته مساوية لتلك التي في المناطق المحيطة بها. وهذا هو، فإنه يحتفظ تهدئة للوصول إلى التوازن الحراري مع البيئة المحيطة. التوازن الحراري ليست سوى شرط واحد لا بد أن تكون راضية لتحقيق التوازن الكلي الحرارية.

الحرارية تعريف التوازن هو كما يلي:

"وهناك نظام موجود في حالة من التوازن الحرارية، وعندما حققت توازن الميكانيكية، والتوازن الحراري، التوازن الكيميائي والتوازن الإشعاعي".

في الديناميكا الحرارية، ونوع من التوازن الذي تم التوصل إليه هو دائما التوازن الديناميكي. عندما النظامين تأتي في اتصال مع بعضها البعض، والمعلمات الخاصة بهم مكثفة تغيير نظرا لتبادل المادة و / أو الطاقة حتى تصل إلى حالة من التوازن الحراري.

خصائص النظام في التوازن الحراري

اسمحوا لي أن أشرح الظروف اللازمة لتحقيق التوازن بين نظامين الحرارية في اتصال مع بعضها البعض:

* يجب أن يكونوا في التوازن الحراري الذي يعني درجات الحرارة التي يجب أن تكون هي نفسها.

* ويجب أن تكون في حالة توازن ميكانيكي وهو ما يعني الضغوط لابد وأن تكون هي نفسها.

* ويتوجب أن يكون في حالة توازن النظم ناشر وهو ما يعني أنها ينبغي أن لديها القدرة نفس المادة الكيميائية.

وتسمى العملية التي تؤدي إلى تحقيق التوازن الحراري thermalization. وهناك نظام في التوازن الحرارية إذا ما تركت معزولة عن محيطها، لا يغير حالته مع مرور الوقت.

هيلمولز الحرة الطاقة هو نوع من المحتمل الحرارية التي الكمي كمية مفيدة من الأعمال التي يمكن الحصول عليها من أي نظام الحرارية التي هي في حجم ثابت والضغط المستمر. جيبس الحرة للطاقة هو احتمال الحرارية يحدد مقدار أكبر قدر ممكن من العمل من نوع "عدم التوسع" والتي يمكن الحصول عليها من نظام إسوي الضغط ومتساوي. حالة من التوازن لديه الحد الأدنى من الطاقة الحرارية هيلمولز الحرة والحد الأدنى من طاقة جيبس ​​الحرة. الظروف اللازمة للنظام لتكون في حالة من التوازن الحرارية هي:

* عندما يتم معزولة تماما نظام في الوقت المناسب، الكون له (S) لا يتغير مع الزمن، أي ΔS = 0.

* وهناك نظام في درجة حرارة ثابتة والحجم الذي هو في حالة توازن الحرارية لا تظهر أي تغيير في أي لهيلمولز الحرة (F) للطاقة، أي ΔF = 0.

* وهناك نظام في التوازن الحرارية، التي هي في الضغط المستمر ودرجة الحرارة لا يظهر أي تغيير في جيبس ​​الحرة للطاقة (G)، أي ΔG = 0.

في الكيمياء، وتتميز ردود الفعل في حالة توازن بواسطة ثوابت التوازن الحرارية التي يتم استخدامها لحساب القيم من الامكانيات الحرارية المختلفة.

على الرغم من أن النظام قد لا يكون على مستوى العالم في حالة من التوازن الحرارية، ويمكن ان يكون توازن الحرارية المحلية التي تحدث في أجزاء حيث المعلمات العيانية يتم ببطء شديد تتفاوت في المكان والزمان.

لذلك كان هذا لمحة موجزة عن ما هو توازن الحرارية. وهي الفكرة التي أي شخص مهتم في الديناميكا الحرارية وينبغي أن نفهم تماما....

没有评论:

发表评论