กฎของอุณหพลศาสตร์คืออะไร?

อุณหพลศาสตร์เป็นสาขาหนึ่งของฟิสิกส์ที่ศึกษากระบวนการเมื่องานถูกเปลี่ยนเป็นความร้อนและเมื่อความร้อนถูกเปลี่ยนเป็นงาน ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดคือเมื่อเราถูมือเข้าหากัน ค่อยๆรู้สึกว่าผิวมือของเราอุ่นขึ้น นอกจากนี้เรายังพบศาสตร์แขนงนี้ได้เมื่อการขุดเจาะก่อให้เกิดพลังงานความร้อนหรือพลังงานความร้อน

โดยทั่วไปแล้วอุณหพลศาสตร์ต้องการทำความเข้าใจว่าพลังงานความร้อนสามารถไหลจากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลางหนึ่งได้อย่างไรกระบวนการไหลของพลังงานและผลของการถ่ายโอนพลังงาน ตัวแปรที่น่ากังวลอย่างยิ่งในวิทยาศาสตร์สาขานี้ ได้แก่ อุณหภูมิความร้อนพลังงานความดันและปริมาตร

ในอุณหพลศาสตร์มีกฎหมาย 4 ข้อที่บังคับใช้ คราวนี้จะกล่าวถึงกฎหมายทั้งสี่

กฎอุณหพลศาสตร์ 0

กฎหมายนี้กล่าวถึงดุลยภาพทางความร้อนซึ่งมีผลบังคับใช้ในระดับสากล ซึ่งหมายความว่าสารและสสารใด ๆ จะมีสมดุลทางความร้อนเท่ากันเมื่อนำมารวมกัน เมื่อสองระบบอยู่ในดุลยภาพทางความร้อนกับระบบที่สามพวกมันจะอยู่ในสมดุลทางความร้อนซึ่งกันและกัน

กฎของอุณหพลศาสตร์ 1

กฎของอุณหพลศาสตร์อธิบายเพิ่มเติมเกี่ยวกับการอนุรักษ์พลังงาน พลังงานไม่สามารถสร้างและทำลายได้ แต่สามารถเปลี่ยนรูปแบบได้เท่านั้น ตามกฎหมายนี้มีสมการทางคณิตศาสตร์ดังนี้

Q = ความร้อน / ความร้อนที่ได้รับ / ปล่อยออกมา (J)

W = พลังงาน / งาน (J)

ΔU = การเปลี่ยนแปลงของพลังงาน (J)

(อ่านเพิ่มเติม: นิยามสูตรและตัวอย่างการคำนวณกฎของโอห์ม)

สมการข้างต้นใช้จูลซึ่งเป็นหน่วยสากลสำหรับพลังงานหรืองาน จากสูตรนี้เราทราบว่าความร้อนทั้งหมดที่ได้รับหรือปล่อยออกมาจากวัตถุจะถูกใช้เป็นผลงานบวกกับการเปลี่ยนแปลงพลังงาน

กฎหมายอุณหพลศาสตร์ 2

กฎนี้พูดถึงสภาพธรรมชาติของการไหลของความร้อนในวัตถุด้วยระบบ ความร้อนไหลจากของร้อนไปยังของเย็นตามธรรมชาติ ความร้อนจะไม่ไหลจากวัตถุเย็นไปยังวัตถุที่ร้อนโดยธรรมชาติโดยไม่ต้องออกแรง

กฎหมายอุณหพลศาสตร์ 3

กฎข้อสุดท้ายของอุณหพลศาสตร์เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์ ตามกฎหมายนี้เมื่อระบบถึงอุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์ (เป็นองศาเคลวิน) กระบวนการทั้งหมดจะหยุดลงและเอนโทรปีของระบบจะถึงค่าต่ำสุด กฎข้อที่สามนี้ยังระบุด้วยว่าเอนโทรปีของวัตถุที่มีโครงสร้างผลึกสมบูรณ์ที่อุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์เป็นศูนย์เช่นกัน