Saturday, 24 September, 2022

Vietnam's Got Talent - vietnamgottalent.vn

Nhiệt động lực học – Wikipedia tiếng Việt


articlewriting1

Thuật ngữ nhiệt động học (hoặc nhiệt động lực học) có hai nghĩa:

  1. Khoa học về nhiệt và các động cơ nhiệt (nhiệt động học cổ điển)
  2. Khoa học về các hệ thống ở trạng thái cân bằng (nhiệt động học cân bằng)

Ban đầu, nhiệt động học chỉ mang nghĩa thứ nhất. Về sau, các công trình tiên phong của Ludwig Boltzmann đã đem lại nghĩa thứ hai.[cần dẫn nguồn]

Các nguyên lý nhiệt động học có thể áp dụng cho nhiều hệ vật lý, chỉ cần biết sự trao đổi năng lượng với môi trường mà không phụ thuộc vào chi tiết tương tác trong các hệ ấy. Albert Einstein đã dựa vào nhiệt động học để tiên đoán về phát xạ tự nhiên. Gần đây còn có một nghiên cứu về nhiệt động học hố đen.[cần dẫn nguồn]

Nhiệt động học là lý thuyết vật lý duy nhất tổng quát, trong khả năng ứng dụng và trong các cơ sở lý thuyết của nó, mà tôi tin rằng sẽ không bao giờ bị lật đổ. — Albert Einstein

Nhiệt động học thường được coi là một bộ phận của vật lý thống kê, thuộc về một trong số những lý thuyết lớn làm nền tảng cho những kiến thức đương đại về vật chất.

Những nghiên cứu và điều tra tiên phong mà tất cả chúng ta hoàn toàn có thể xếp vào ngành nhiệt động học chính là những việc làm ghi lại và so sánh nhiệt độ, hay sự ý tưởng của những nhiệt biểu, lần tiên phong được triển khai bởi nhà khoa học người Đức Daniel Gabriel Fahrenheit ( 1686 – 1736 ) – người đã yêu cầu ra thang đo nhiệt độ tiên phong mang tên ông. Trong thang nhiệt này, 32 độ F và 212 độ F là nhiệt độ tương ứng với thời gian nóng chảy của nước đá và sôi của nước. Năm 1742, nhà bác học Thụy Sĩ Anders Celsius ( 1701 – 1744 ) cũng kiến thiết xây dựng nên một thang đo nhiệt độ đánh số từ 0 đến 100 mang tên ông dựa vào sự co và giãn của thủy ngân .Những nghiên cứu và điều tra tiếp theo tương quan đến quy trình truyền nhiệt giữa những vật thể. Nếu như nhà bác học Daniel Bernoulli ( 1700 – 1782 ) đã nghiên cứu và điều tra động học của những chất khí và đưa ra liên hệ giữa khái niệm nhiệt độ với hoạt động vi mô của những hạt. Ngược lại, nhà bác học Antoine Lavoisier ( 1743 – 1794 ) lại có những điều tra và nghiên cứu và Kết luận rằng quy trình truyền nhiệt được liên hệ mật thiết với khái niệm dòng nhiệt như một dạng chất lưu .

Tuy nhiên, sự ra đời thật sự của bộ môn nhiệt động học là phải chờ đến mãi thế kỉ thứ 19 với sự xuất hiện của nhà vật lý người Pháp Nicolas Léonard Sadi Carnot (1796-1832) cùng với cuốn sách của ông mang tên “Ý nghĩa của nhiệt động năng và các động cơ ứng dụng loại năng lượng này“. Ông đã nghiên cứu những cỗ máy được gọi là động cơ nhiệt: một hệ nhận nhiệt từ một nguồn nóng để thực hiện công dưới dạng cơ học đồng thời truyền một phần nhiệt cho một nguồn lạnh. Chính từ đây đã dẫn ra định luật bảo toàn năng lượng (tiền đề cho nguyên lý thứ nhất của nhiệt động học), và đặc biệt, khái niệm về quá trình thuận nghịch mà sau này sẽ liên hệ chặt chẽ với nguyên lý thứ hai. Ông cũng bảo vệ cho ý kiến của Lavoisier rằng nhiệt được truyền đi dựa vào sự tồn tại của một dòng nhiệt như một dòng chất lưu.

Những khái niệm về công và nhiệt được điều tra và nghiên cứu kĩ lưỡng bởi nhà vật lý người Anh James Prescott Joule ( 1818 – 1889 ) trên phương diện thực nghiệm và bởi nhà vật lý người Đức Robert von Mayer ( 1814 – 1878 ) trên phương diện kim chỉ nan kiến thiết xây dựng từ cơ sở chất khí. Cả hai đều đi tới một tác dụng tương tự về công và nhiệt trong những năm 1840 và đi đến định nghĩa về quy trình chuyển hoá nguồn năng lượng. Chúng ta đã biết rằng sự sinh ra của nguyên tắc thứ nhất của nhiệt động học là do một công lao to lớn của Mayer .Nhà vật lý người Pháp Émile Clapeyron ( 1799 – 1864 ) đã đưa ra phương trình trạng thái của chất khí lý tưởng vào năm 1843 .Tuy nhiên, chỉ đến năm 1848 thì khái niệm nhiệt độ của nhiệt động học mới được định nghĩa một cách thực nghiệm bằng Kelvin bởi nhà vật lý người Anh, một nhà quý tộc có tên là Sir William Thomson hay còn gọi là Lord Kelvin ( 1824 – 1907 ). Chúng ta không nên nhầm lẫn ông với nhà vật lý cùng họ Joseph John Thompson ( 1856 – 1940 ), người đã tò mò ra electron và đã tăng trưởng kim chỉ nan về hạt nhân .Nguyên lý thứ hai của nhiệt động học đã được trình làng một cách gián tiếp trong những tác dụng của Sadi Carnot và được công thức hoá một cách đúng chuẩn bởi nhà vật lý người Đức Rudolf Clausius ( 1822 – 1888 ) – người đã đưa ra khái niệm entropy vào những năm 1860 .Những nghiên cứu và điều tra trên đây đã cho phép nhà ý tưởng người Scotland James Watt ( 1736 – 1819 ) hoàn thành xong máy hơi nước và tạo ra cuộc cách mạng công nghiệp ở thế kỉ thứ 19 .Cũng cần phải nhắc đến nhà vật lý người Áo Ludwig Boltzmann ( 1844 – 1906 ), người đã góp thêm phần không nhỏ trong việc đảm nhiệm entropy theo ý niệm thống kê và tăng trưởng triết lý về chất khí vào năm 1877. Tuy nhiên, đau khổ vì những người cùng thời không hiểu và công nhận, ông đã tự tử khi kĩ năng còn đang nở rộ. Chỉ đến mãi về sau thì tên tuổi ông mới được công nhận và người ta đã khắc lên mộ ông, ở thành phố Vienne, công thức nổi tiếng W = k. logO mà ông đã tìm ra .Riêng về nghành nghề dịch vụ hoá nhiệt động, tất cả chúng ta phải kể đến tên tuổi của nhà vật lý Đức Hermann von Helmholtz ( 1821 – 1894 ) và nhà vật lý Hoa Kỳ Willard Gibbs ( 1839 – 1903 ). Chính Gibbs là người đã có những góp phần vô cùng to lớn trong sự tăng trưởng của vật lý thống kê .Cuối cùng, để kết thúc lược sử của ngành nhiệt động học, xin được nhắc đến nhà vật lý người Bỉ gốc Nga Ilya Prigonine ( sinh năm 1917 ) – người đã được nhận giải Nobel năm 1977 về những tăng trưởng cho ngành nhiệt động học không cân đối .

Nhiệt động học chia vũ trụ ra thành các hệ ngăn cách bởi biên giới (có thật hay tưởng tượng). Tất cả các hệ không trực tiếp nằm trong nghiên cứu được quy là môi trường xung quanh. Có thể chia nhỏ một hệ thành nhiều hệ con, hoặc nhóm các hệ nhỏ thành hệ lớn. Thường, mỗi hệ nằm ở một trạng thái nhất định đặc trưng bởi một số thông số (thông số sâu và thông số rộng). Các thông số này có thể được liên hệ qua các phương trình trạng thái. Xem thêm trang các trạng thái vật chất.

Nhiệt động học cổ xưa[sửa|sửa mã nguồn]

Nhiệt và nhiệt độ là những khái niệm cơ bản của nhiệt động học. Nhiệt động học cổ xưa điều tra và nghiên cứu tổng thể những hiện tượng kỳ lạ chịu sự chi phối của :

  • Nhiệt
  • Sự biến thiên của nhiệt

Nhiệt và nhiệt độ[sửa|sửa mã nguồn]

Bằng trực giác, mỗi chúng ta đều biết đến khái niệm nhiệt độ. Một vật được xem là nóng hay lạnh tùy theo nhiệt độ của nó cao hay thấp. Nhưng thật khó để đưa ra một định nghĩa chính xác về nhiệt độ. Một trong những thành tựu của nhiệt động học trong thế kỷ 19 là đã đưa ra được định nghĩa về nhiệt độ tuyệt đối của một vật, đo bằng đơn vị Kelvin, độ không tuyệt đối = không độ Kelvin ≈ -273.15 độ C.

Khái niệm nhiệt còn khó định nghĩa hơn. Một lý thuyết cổ, được bảo vệ bởi Antoine Lavoisier, cho rằng nhiệt là một dịch thể đặc biệt (không màu sắc, không khối lượng), gọi là chất nhiệt, chảy từ vật này sang vật khác. Một vật càng chứa nhiều chất nhiệt thì nó càng nóng. Thuyết này sai ở chỗ chất nhiệt không thể đồng nhất với một đại lượng vật lý được bảo toàn. Về sau, nhiệt động học đã làm rõ nghĩa cho khái niệm nhiệt lượng trao đổi.

Các động cơ nhiệt[sửa|sửa mã nguồn]

Nhiệt động học cổ xưa đã vươn lên với tư cách là khoa học của những động cơ nhiệt hay khoa học về nhiệt động năng .

Nicolas Léonard Sadi Carnot đã mở đầu cho các nghiên cứu hiện đại về các động cơ nhiệt trong một tiểu luận có tính nền tảng: “Ý nghĩa của nhiệt động năng và các động cơ ứng dụng loại năng lượng này” (1823). Chu trình Carnot, được trình bày trong tiểu luận này, vẫn còn là một ví dụ lý thuyết điển hình trong các nghiên cứu về các động cơ nhiệt. Ngày nay, thay vì dùng khái niệm nhiệt động năng, người ta phát biểu rằng các động cơ nhiệt có khả năng sinh công cơ học, đồng thời tìm hiểu cách thức sử dụng nhiệt để tạo ra công.

Mọi hoạt động của những vật trong quốc tế vĩ mô ( khoảng chừng gần 1 milimét trở lên được xem là vĩ mô ) đều hoàn toàn có thể sinh nhiệt, với ý nghĩa là nó làm cho vật nóng thêm. Có thể thử nghiệm bằng cách xoa hai bàn tay vào nhau .trái lại, nhiệt cũng hoàn toàn có thể làm cho những vật thể vĩ mô hoạt động ( Ví dụ : hoàn toàn có thể quan sát sự hoạt động của nước khi được đun sôi ). Đây là cơ sở để sản xuất những động cơ nhiệt. Chúng là những hệ vĩ mô, trong đó hoạt động được duy trì nhờ sự chênh lệch nhiệt độ giữa bộ phận ” nóng ” và bộ phận ” lạnh ” .

Nhiệt động học cân đối[sửa|sửa mã nguồn]

Định nghĩa nhiệt động học như thể một khoa học về những hệ ở trạng thái cân đối là một cách tiếp cận vừa tổng quát vừa rất ngặt nghèo. Nhiệt động học cân đối thao tác với những quy trình trao đổi nguồn năng lượng ( và, do đó, vật chất ) ở trạng thái gần cân đối. Các quy trình nhiệt động học không cân bằng được nghiên cứu và điều tra bởi nhiệt động học phi cân đối .

Cân bằng tĩnh và quy luật của những số lớn[sửa|sửa mã nguồn]

Khi ta tung rất nhiều lần một con xúc xắc có cấu trúc thật đều, ta hoàn toàn có thể đoán trước một cách chắc như đinh rằng tần số Open của mỗi mặt đều giao động 1/6. Số lần tung càng nhiều thì những tần số Open của từng mặt càng gần nhau do tại con xúc xắc đã khai thác toàn bộ những năng lực nhận được. Điều tựa như cũng xảy ra khi ta cho một giọt chất màu vào một cốc nước. Chờ càng lâu ta thấy cốc nước càng trở được nhuộm màu đều bởi lẽ những phân tử màu cho vào đã khai thác tổng thể những năng lực nhận được – ở đây là những vùng bên trong cốc .Các quan sát trên hoàn toàn có thể được tổng quát hóa. Trong một hệ rất lớn, và khi trạng thái cân đối của nó hoàn toàn có thể đạt được, người ta hoàn toàn có thể Dự kiến đúng mực ” số phận ” của hệ ngay cả khi ” số phận ” của nhiều bộ phận không hề xác lập được .

Ở Lever nguyên tử[sửa|sửa mã nguồn]

Ngày nay ta biết rằng nguyên tử tồn tại và chúng rất nhỏ. Nói cách khác, trong bất cứ một mẫu vật chất nào cũng có rất nhiều nguyên tử, trong một hạt cát có hàng tỉ tỉ nguyên tử. Nhiều định luật vật lý của thế giới vĩ mô không áp dụng được cho các nguyên tử.

Cân bằng nhiệt[sửa|sửa mã nguồn]

Nghiên cứu về những cân đối nhiệt có tầm quan trọng đặc biệt quan trọng. Tất cả những thể của vật chất ( khí, lỏng, rắn, bán lỏng, … ) và tổng thể những hiện tượng kỳ lạ vật lý ( cơ, điện – từ, quang, … ) đều hoàn toàn có thể điều tra và nghiên cứu trải qua lý luận trên sự cân đối của những hệ lớn. Nhiệt động học, mà người ta hay giống hệt với vật lý thống kê, là một trong những nền tảng vững chãi nhất trên đó những kiến thức và kỹ năng tân tiến về vật chất được thiết kế xây dựng .

Các định luật[sửa|sửa mã nguồn]

Các định luật của nhiệt động lực học còn được gọi là những nguyên tắc nhiệt động lực học .

Định luật 0[sửa|sửa mã nguồn]

Định luật 0, hay nguyên lý cân bằng nhiệt động, nói về cân bằng nhiệt động. Hai hệ nhiệt động đang nằm trong cân bằng nhiệt động với nhau khi chúng được cho tiếp xúc với nhau nhưng không có trao đổi năng lượng. Nó được phát biểu như sau: “Nếu hai hệ có cân bằng nhiệt động với cùng một hệ thứ ba thì chúng cũng cân bằng nhiệt động với nhau”.

Định luật 0 được phát biểu muộn hơn 3 định luật còn lại nhưng lại rất quan trọng nên được đánh số 0. Cân bằng nhiệt động bao hàm cả cân đối nhiệt, cân đối cơ học và cân đối hoá học. Đây cũng là nền tảng của phép đo nhiệt .

Định luật 1[sửa|sửa mã nguồn]

Xem thêm định luật bảo toàn năng lượng

Định luật 1, hay nguyên tắc thứ nhất, chính là định luật bảo toàn nguồn năng lượng vận dụng vào hiện tượng kỳ lạ nhiệt, khẳng định chắc chắn rằng nguồn năng lượng luôn được bảo toàn. Nói cách khác, tổng năng lượng của một hệ kín là không đổi. Các sự kiện xảy ra trong hệ chẳng qua là sự chuyển nguồn năng lượng từ dạng này sang dạng khác. Như vậy nguồn năng lượng không tự sinh ra và không tự mất đi, nó luôn biến hóa trong tự nhiên. Trong toàn thiên hà, tổng năng lượng không đổi, nó chỉ hoàn toàn có thể chuyển từ hệ này sang hệ khác .

Phát biểu cách khác: Độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận được: ΔU = A + Q

Trong trường hợp này, tất cả chúng ta hoàn toàn có thể pháp luật về dấu của A và Q. để biết hệ đang nhận hay thực thi công, nhận hay truyền nhiệt lượng. Ví dụ :Q. > 0 : Hệ nhận nhiệt lượngQ. < 0 : Hệ truyền nhiệt lượngA > 0 : Hệ nhận côngA < 0 : Hệ thực thi côngĐịnh luật 1 của nhiệt động học cũng là một nguyên tắc tổng quát cho tổng thể những kim chỉ nan vật lý ( cơ học, điện từ học, vật lý hạt nhân, ... ). Chưa từng thấy ngoại lệ của định luật này, tuy rằng nhiều lúc người ta cũng hoài nghi nó, nhất là trong những phân rã phóng xạ. Tiên đề Noether cho rằng sự bảo toàn nguồn năng lượng có tương quan ngặt nghèo tới độ đồng dạng về cấu trúc của không-thời gian .

Định luật 2[sửa|sửa mã nguồn]

Định luật 2, hay nguyên tắc thứ hai, còn gọi là nguyên tắc về entropy, tương quan đến tính không hề đảo ngược của một quy trình nhiệt động lực học và đề ra khái niệm entropy. Nguyên lý này phát biểu rằng entropy của một hệ kín chỉ có hai năng lực, hoặc là tăng lên, hoặc giữ nguyên. Từ đó dẫn đến định luật là không hề chuyển từ trạng thái mất trật tự sang trạng thái trật tự nếu không có sự can thiệp từ bên ngoài .Một cách phát biểu khác là :

Một hệ lớn và không trao đổi năng lượng với môi trường sẽ có entropy luôn tăng hoặc không đổi theo thời gian.

Vì entropy là mức độ hỗn loạn của hệ, định luật này nói rằng ngoài hành tinh sẽ ngày càng ” hỗn loạn ” hơn. Cơ học thống kê đã chứng tỏ rằng định luật này là một định lý, đúng cho hệ lớn và trong thời hạn dài. Đối với hệ nhỏ và thời hạn ngắn, hoàn toàn có thể có biến hóa ngẫu nhiên không tuân thủ định luật này. Nói cách khác, không như định luật 1, những định luật vật lý chi phối quốc tế vi mô chỉ tuân theo định luật 2 một cách gián tiếp và có tính thống kê. Ngược lại, định luật 2 khá độc lập so với những đặc thù của những định luật đó, bởi lẽ nó chỉ bộc lộ khi người ta trình diễn những định luật đó một cách giản lược hóa và ở quy mô nhỏ .

Định luật 3[sửa|sửa mã nguồn]

Nguyên lý số ba, hay nguyên tắc Nernst, còn gọi là nguyên tắc độ không tuyệt đối, đã từng được bàn cãi nhiều nhất, gắn liền với sự tụt xuống một trạng thái lượng tử cơ bản khi nhiệt độ của một hệ tiến đến số lượng giới hạn của độ không tuyệt đối. Định luật này được phát biểu như sau .

Đại lượng lan rộng ra và đại lượng bổ trợ[sửa|sửa mã nguồn]

Người ta phân biệt những đại lượng vật lý chi phối trạng thái nhiệt động của một hệ thành hai loại : những đại lượng lan rộng ra và những đại lượng bổ trợ .Một hệ luôn hoàn toàn có thể được phân loại – bằng tưởng tượng – thành từng phần tách biệt trong khoảng trống .Một đại lượng được gọi là đại lượng lan rộng ra khi giá trị của nó trong hệ bằng tổng giá trị của nó trong từng phần của hệ đó. Ví dụ :
Một đại lượng gọi là đại lượng bổ trợ khi trong một hệ như nhau, giá trị của nó trong toàn hệ bằng với giá trị của nó trong từng phần của hệ đó. Ví dụ :
cũng như tỷ số của hai đại lượng lan rộng ra bất kể .

Một đại lượng có thể không là đại lượng mở rộng cũng không là đại lượng bổ sung, chẳng hạn đại lượng “bình phương thể tích”.

Bằng tiếng Anh

  • Sách giáo khoa về Engineering Thermodynamics ở Wikibooks tiếng Anh

Liên kết ngoài[sửa|sửa mã nguồn]

0 comments on “Nhiệt động lực học – Wikipedia tiếng Việt

Trả lời

[Review] 72 tư thế quan hệ tình dục phê không tưởng có hình ảnh sống động
[Review] 72 tư thế quan hệ tình dục phê không tưởng có hình ảnh sống động

Social