Motor de gasoil.
Cicle dièsel

Motor endotèrmic
Caixa de canvis

Termodinàmica

Termodinàmica

La termodinàmica és la part de la física que s'encarrega de la relació entre la calor i el treball. Estudia els efectes de la variació de pressió, temperatura i volum d'un sistema físic (entenem per sistema físic un líquid, un material, un conjunt de cossos, etc.), a un nivell macroscòpic, és a dir, que es pot observar.

El nom termodinamica prové de l'arrel termo, que significa calor i dinàmica que fa al moviment. El el moviment de la calor en un cos.

La matèria està composta per diferents partícules que es mouen de manera desordenada (el que s'anomena entropia). La termodinàmica estudia aquest moviment desordenat.

La termodinàmica és de gran importància puest que descriu una gran quantitat de fenòmens físics, entre ells el funcionament dels motors tèrmics.

Estudi de la termodinàmica

Els principals elements que tenim per estudiar la termodinàmica són:

  • Les lleis de la termodinàmica. Aquestes lleis de la termodinàmica defineixen la forma en què l'energia pot ser intercanviada entre sistemes físics en forma de calor o treball. Existeixen 4 lleis de la termodinàmica que s'enumeren començant per la llei zero de la termodinàmica.
  • L'entropia. L'entropia defineix el desordre en què es mouen les partícules internes que formen la matèria. L'entropia és una magnitud que pot ser definida per a qualsevol sistema.

A la termodinàmica s'estudien i classifiquen les interaccions entre diversos sistemes. Aquest estudi porta a definir conceptes com a sistema termodinàmic i el seu contorn. Un sistema termodinàmic es caracteritza per les seves propietats, relacionades entre si mitjançant les equacions d'estat. Aquestes es poden combinar per expressar l'energia interna i els potencials termodinàmics, útils per a determinar les condicions d'equilibri entre sistemes i els processos espontanis.

Amb aquestes eines, la termodinàmica descriu com els sistemes responen als canvis en el seu entorn.

Evolució històrica de la termodinàmica

Al principi els desenvolupaments tecnològics, com les anomenades màquines de vapor o els termòmetres, es van dur a terme de manera empírica. Però nu va ser fins al segle XIX quan científics com Carnot i Joule van formalitzar els seus resultats i van determinar les causes teòriques del seu funcionament.

Inicialment, la termodinàmica es va començar a estudiar per poder augmentar l'eficiència de les primeres màquines de vapor.

Aplicacions de la termodinàmica

La termodinàmica es pot aplicar a una àmplia varietat de temes de ciència i enginyeria, com ara motors, transicions de fase, reaccions químiques, fenòmens de transport, i fins i tot forats negres.

L'estudi de la termodinàmica resulta de gran importància en els motors tèrmics. El cicle dièsel, el cicle Otto o la màquina de vapor o el motor Stirling tenen una estreta relació amb la termodinàmica i les seves lleis a causa que en tots ells hi ha un intercanvi de calor.

Els resultats de la termodinàmica són essencials per a altres camps de la física i la química, enginyeria química, enginyeria aeroespacial, enginyeria mecànica, biologia cel·lular, enginyeria biomèdica, i la ciència de materials per nomenar alguns.

valoración: 3 - votos 1

Última revisió: 30 de agost de 2017