قوانين
الديناميكا الحرارية Laws of thermodynamics
يتحكم في العلاقات المتبادلة بين الجملة ( النظام ) والجوار
مجموعة من القوانين تعالج كل ما يرافق التغيرات من عمليات
تبادل في الطاقة والشغل ( ما هو الشغل بالمفهوم الفيزيائي ؟ )
وشروط حدوث تفاعل ما , وما ينتج عن ذلك من علاقات ومعادلات
رياضية وطرق وأجهزة قياس للطاقة والشغل , وإجراء الأبحاث
والدراسات على الآلات ومحركات السيارات والطائرات التي تعمل
بحسب قوانين الديناميكا الحرارية .
القانون الأول في
الديناميكا الحرارية The first Law Of
Thermodynamics
هو شكل من أشكال مبدأ حفظ الطاقة
المعروف والذي درسناه في مرحلة الدراسة الإلزامية ونصه (
الطاقة لا تفنى ولا تستحدث بل تتحول من شكل إلى آخر ) .
مثال(1)
:
عند حرق الغاز في موقد يحدث تبادل في المادة والطاقة بين
الجملة المتفاعلة والجوار تقوم الجملة بشغل على الجوار إذ تسخن
الهواء وتجعله يصعد إلى أعلى ، كما أن الهواء يتحرك إلى أسفل
ويختلط بالغاز لضمان استمرار اشتعاله.
مثال (2) :
لنفرض أن الجملة المتفاعلة هي جسمك ،
والهواء هو الجوار ، في الصيف تكون درجة حرارة الهواء أعلى من
درجة حرارة جسمك فتنتقل الطاقة منه إليك وتستهلكها أنت بالمزيد
من إفراز العرق وتعطي الهواء كميات من بخار الماء , أما في
الشتاء فيعطي جسمك للهواء طاقة نتيجة عمليات الشهيق والزفير
الدائمة .
تخضع تبادلات الطاقة والشغل بين الجملة والجوار
للظروف المحيطة بهما ولعل أهم عاملين في هذا التبادل هما
الحرارة والضغط , وستلاحظ تالياً كيف أن هذين العاملين يلعبان
دوراً رئيساً في قوانين الديناميكا الحرارية .
نص
القانون الأول : يمكن أن نعبر عن القانون كما يلي:
مجموع طاقة الجملة وما يحيط بها
(الجوار) يساوي مقداراً ثابتاً .
أو
حينما تختفي كمية من الطاقة مهما كان نوعها فإن
كمية مكافئة من نفس النوع أو من أي نوع آخر تأخذ
مكانها . |
|