|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
EN ÖNEMLİ BİLİMSEL KEŞİFLER
Termodinamiğin ikinci yasası. Bilimsel keşfin tarihi ve özü
Rehber / En önemli bilimsel keşifler İngiliz Humphry Davy (1788–1829), 23 yaşında profesör oldu, birçok bilimsel ve kamusal ödül kazandı, ayrıca adına “efendim” unvanını da ekledi ve Londra Kraliyet Cemiyeti'nin başkanı seçildi. Bilimdeki uzun yaşamı boyunca birçok başarılı deney gerçekleştirdi. On dokuzuncu yüzyılın başında Davy, sürtünme yoluyla sıfırın altındaki sıcaklıklarda buzu eritmeyi başardı. Daha sonra deney Rus bilim adamı Petrov tarafından tekrarlandı. Kurtuluş Savaşı'nın zaferle sonuçlanmasının ardından Amerika'dan göç eden ve Bavyera'da Kont Rumford unvanını alan Benjamin Thompson (1753-1814), 1798'de top namlusu delme deneylerinin sonuçlarını yayınladı. Deneylerinden birinde, matkabın 960 dönüşünde, delinmiş silindirin sıcaklığı 37 santigrat derece arttı. Davy, kalori teorisinin hem Rumfoord'un deneyleriyle hem de kendi deneyleriyle bağdaşmadığı sonucuna vardı ve ısının bir cisimdeki parçacıkların salınım hareketini temsil ettiği kinetik ısı teorisini ileri sürdü; gazlar ve sıvılar için de aynısını yaptı. parçacıkların dönme hareketine izin verdi. Young ayrıca salınımlı ısı teorisine katıldı. Ve yine de kalori teorisi hakim olmaya devam etti. İncelenen döneme ilişkin ısı teorisine ilişkin en temel iki eser - haklı olarak bilimsel literatürün altın fonunda yer alan eserler - kalori kavramına dayanmaktadır. Bu çalışmalardan ilki olan Fourier'in "Analitik Isı Teorisi", 1822'de Paris'te yayımlandı ve onun matematiksel fizik alanında uzun yıllar süren araştırmalarının sonucunu temsil ediyor. Bir diğer eser ise ünlü Fransız matematikçi Lazare Carnot'un oğlu Sadi Carnot'a aitti. Nicolò Leonard Sadi Carnot (1796–1832) Ecole Polytechnique'de okudu. 1814'ten beri askeri mühendis olarak çalıştı ve 1819'dan beri genelkurmayda teğmen olarak görev yaptı. Sürgündeki bir Cumhuriyetçi bakanın oğlu olan Carnot, 1828'de terfi ettirilip emekliye ayrılamadı. Koleradan öldü. 1824'te yayınlanan "Ateşin İtici Gücü Üzerine Düşünceler" çalışması Carnot'un tamamlanan tek çalışmasıydı. Carnot şöyle yazıyor: "Isı, itici bir güçten, daha doğrusu biçim değiştiren bir hareketten başka bir şey değildir; bu, cisimlerin parçacıklarının hareketidir; itici kuvvetin yok olduğu her yerde, ısı, ısı ile tam orantılı bir miktarda ortaya çıkar. kaybolan itici güç miktarı Tersine: Her zaman ısı kaybolduğunda, bir itici güç ortaya çıkar. Böylece genel bir önerme ifade edilebilir: İtici güç doğada sabit miktarda mevcuttur; kesin olarak söylemek gerekirse, asla yaratılmamıştır, asla yok edilmemiştir; aslında şekil değiştirir, yani önce bir tür harekete, sonra başka bir harekete neden olur, ancak asla kaybolmaz. Isı teorisine ilişkin oluşturduğum bazı fikirlere göre, bir birim kuvvetin oluşması için 2,7 birim ısı harcanması gerekiyor." Bu satırlarla ilgili olarak ünlü Fransız bilim adamı Henri Poincaré 1892'de hayranlıkla şöyle haykırmıştı: "Enerjinin korunumu yasasını daha açık ve doğru bir şekilde ifade etmek mümkün müdür?" Bir mühendis olarak Carnot, su motorlarının hesaplanması ve yapımında yer aldı. Ancak o zamana kadar buhar motorları Fransa'nın her yerinde giderek daha fazla kullanılmaya başlandığından, genç mühendis, ısı makineleri teorisini yaratmaya ilgi duymaya başladı. O dönemde bilimde yaygın olan görüş, ısının bir madde olduğu yönündeydi. Ancak Sadi Carnot fiziğin en zor sorularından birine cevap vermeye karar verdi; Isıyı işe dönüştürmek hangi zorunlu koşullar altında mümkündür? Su motorlarının hesaplanmasına aşina olan Carnot, ısıyı suya benzetiyordu. Çok iyi biliyordu: Bir su değirmeninin çalışması için bir şart gereklidir: Suyun yüksek bir seviyeden alçak bir seviyeye düşmesi gerekir. Carnot, ısının iş yapabilmesi için aynı zamanda yüksek bir seviyeden alçak bir seviyeye doğru hareket etmesi gerektiğini ve suyun yükseklik farkının, ısı için sıcaklık farkına karşılık geldiğini öne sürdü. 1824 yılında Sadi Carnot tarihe geçen bir fikri dile getirdi: Bir ısı motorunda iş üretmek için sıcaklık farkı gereklidir; farklı sıcaklıklara sahip iki ısı kaynağına ihtiyaç vardır. Bu ifade Carnot teorisinin ana ifadesidir ve Carnot ilkesi olarak adlandırılır. Carnot, elde ettiği prensibe dayanarak hiçbir gerçek makinenin geçemeyeceği ideal bir ısı makinesinin çevrimini ortaya çıkardı. Carnot'a göre ideal makine, pistonlu basit bir silindirdi. Silindirin alt duvarı ideal ısı iletkenliğine sahiptir; erimiş ve katı kurşun karışımıyla doldurulmuş bir ısıtıcının yüzeyi gibi sıcak bir yüzeye veya örneğin bir buzdolabının yüzeyine yerleştirilebilir. su ve buz karışımı. Her iki ısı kaynağı da sonsuz büyüklüktedir. Termodinamiğin ikinci yasası, ikinci türden bir sürekli hareket makinesinin imkansız olduğunu belirtir. Bu ifade, Carnot ilkesinin bir açıklamasıdır ve bu nedenle Carnot döngüsünde çalışan bir makinenin verimliliği, döngüde kullanılan maddeye bağlı olamaz. Carnot ideal bir ısı motorunun çalışma çevrimini tanımladı ve maksimum verimliliğinin nasıl hesaplanabileceğini gösterdi. Bunu yapmak için, yalnızca belirli bir makinede kullanılan su buharının (veya Carnot'nun belirttiği gibi başka herhangi bir soğutucunun) en yüksek ve en düşük sıcaklıklarını bilmeniz gerekir. Bu sıcaklıklar arasındaki farkın yüksek sıcaklık değerine bölünmesi makinenin verimine eşittir. Sıcaklıklar Kelvin mutlak ölçeği cinsinden ifade edilmelidir. Bu denkleme termodinamiğin ikinci yasası denir ve tüm teknoloji buna uyar. Carnot formülü kullanılarak yapılan hesaplama, ilk ısı motorlarının yüzde 7-8'den daha yüksek bir verimliliğe sahip olamayacağını gösteriyordu ve atmosfere kaçınılmaz ısı sızıntılarını da hesaba katarsak, ortaya çıkan yüzde 2-3'lük değerin önemli bir başarı olduğu düşünülmelidir. ... Oldukça hızlı bir şekilde, Carnot'un tahmin ettiği gibi, buharla birlikte, türbinlerde yüksek sıcaklığa ısıtılabilen gaz da kullanılmaya başlandı. Türbindeki sıcak gazın sıcaklığı 800 derece Kelvin (527 santigrat derece) ise ve buzdolabı bunu 300 Kelvin dereceye düşürürse, ideal Carnot çevriminde çalışsa bile makinenin maksimum verimliliği daha yüksek olamaz. yüzde 62'den fazla. Kaçınılmaz ısı kayıpları her zaman olduğu gibi bu rakamın azalmasına yol açmaktadır. Modern enerji santrallerine kurulan en iyi türbinlerin verimliliği yüzde 35-40'tır. Carnot ısının belirli bir özelliğine dikkat çekti. Isı, yalnızca termal bir "fark" olduğunda, yani sıcaklık farkı olduğunda mekanik iş yaratır. Bu sıcaklık farkı ısı motorlarının verimliliğini belirler. 1834'te Paul Clapeyron, Carnot'un düşüncelerini geliştirdi ve termodinamik araştırmalarda çok değerli olan bir grafik yöntemi ortaya koydu. 1850'de Rudolf Clausius'un (1822-1888) “Isının itici gücü üzerine” adlı ilk çalışması yayınlandı; burada Carnot ve Clapeyron'dan sonra ısının işe dönüşme koşulları sorunu gündeme geldi. Yalnızca niceliksel eşitlik gerektiren enerjinin korunumu ilkesi, enerjilerin niteliksel dönüşümü için herhangi bir koşul dayatmaz. Bu çalışmada Clausius, Carnot'nun teorisini yeni bir bakış açısıyla, mekanik ısı teorisi açısından inceliyor. Carnot'un çalışması yakın zamanda William Thomson (Lord Kelvin) (1824–1907) tarafından küllerinden yeniden diriltildi. P.S. Kudryavtsev, "Fiziğin Tarihi" adlı kitabında "Thomson, Carnot'nun makinelerdeki ısının yalnızca yeniden dağıtıldığı, tüketilmediği yönündeki görüşünün yanlış olduğunu kabul ediyor." Ancak aynı zamanda Carnot'nun ısının işe dönüşmesinin koşullarıyla ilgili vardığı sonuçları terk edersek aşılmaz zorluklarla karşılaşılacağına da dikkat çekiyor. Thomson, ısı teorisinin ciddi bir yeniden yapılanma ve ek deneysel araştırma gerektirdiği sonucuna varıyor. Clausius, çalışmasında, "Isının iş ürettiği her durumda, alınan işle orantılı miktarda ısının korunması gerektiğini" belirten birinci yasanın yanı sıra, ikinci yasa olarak Carnot'un iş üretildiğine inanmaktadır. Isı daha sıcak bir vücuttan daha soğuk bir gövdeye aktarıldığında. Clausius'a göre bu konum, ısının her zaman "kendi başına" sıcak bir cisimden soğuk bir cisime geçişinin olduğu ve bunun tersi olmadığı ısının doğasıyla tutarlıdır. İkinci prensip olarak Clausius şu varsayımı öne sürüyor: "Isı, daha soğuk bir cisimden daha sıcak bir cisme "kendi başına" geçemez." "Kendi başına" kelimesi, ısının soğuk bir gövdeden ısıtılmış bir gövdeye hiçbir şekilde aktarılamayacağı anlamına gelmemelidir (aksi takdirde soğutma makineleri mümkün olmazdı). Bu, diğer "telafi edici" değişiklikler olmadan, tek sonucu sözü edilen geçiş olan bu tür süreçlerin olamayacağı anlamına geliyor. Bu çalışmanın ardından 1851'de Thomson'un üç raporu neredeyse aynı anda ortaya çıktı. Çeşitli enerji türlerinin dönüşümü sorununu niceliksel açıdan inceleyen Thomson, aynı niceliksel değere sahip tüm enerji türlerinin aynı ölçüde dönüşüm yeteneğine sahip olmadığına dikkat çekiyor. Örneğin ısının işe dönüştürülmesinin imkansız olduğu koşullar vardır. Thomson'ın varsayımı şunu belirtir: "Cansız bir cisim aracılığıyla, herhangi bir madde kütlesinin sıcaklığını çevredeki en soğuk cismin sıcaklığının altına düşürerek mekanik etki elde etmek imkansızdır." Bu konumu geliştiren Thomson, 1857'deki çalışmasında, doğada enerjinin ısıya dönüştürülmesine ve sıcaklıkların eşitlenmesine yönelik baskın eğilimin sonuçta tüm cisimlerin performansında bir düşüşe yol açtığı konusunda iyi bilinen bir sonuca vardı. sıfıra, termal ölüme. 1854 yılında Clausius, “Mekanik ısı teorisinin ikinci yasasının değiştirilmiş şekli üzerine” makalesinde Carnot teoremini kendi varsayımına dayanarak kanıtlıyor ve genelleştirerek ikinci yasanın matematiksel ifadesini şu şekilde veriyor: dairesel süreçler için bir eşitsizlik. Daha sonraki çalışmalarında Clausius, "entropi" durum fonksiyonunu tanıtıyor ve Thomson tarafından görülen eğilimin matematiksel bir formülünü "Evrenin entropisi maksimuma doğru yöneliyor" ifadesi şeklinde veriyor. Böylece fizikte “dünyanın kraliçesi” (enerji) ile birlikte onun “gölgesi” (entropi) ortaya çıktı. Clausius, 1865 yılındaki eserinin sonunda şöyle yazar: “Verdiğim haliyle ikinci prensip, doğada belirli bir yönde meydana gelen ve pozitif olarak kabul ettiğim tüm dönüşümlerin kendiliğinden, yani herhangi bir telafi olmaksızın meydana gelebileceğini belirtmektedir. ancak ters yönde, yani negatif yönde, ancak onlarla eş zamanlı olarak meydana gelen pozitif dönüşümlerle telafi edilirlerse ortaya çıkabilirler. Bu prensibin tüm evrene uygulanması, ilk olarak William Thomson'ın işaret ettiği bir sonuca yol açar. Aslında, Evrende meydana gelen tüm değişikliklerle birlikte, belirli bir yöndeki dönüşüm durumları, karşıt yöndeki dönüşümlere büyüklük olarak sürekli olarak üstün geliyorsa, o zaman "Evrenin genel durumu, birinci yönde giderek daha fazla değişmeli, ve dolayısıyla sürekli olarak sınırlayıcı duruma yaklaşması gerekir." Yazar: Samin D.K.
Dokunma emülasyonu için suni deri
15.04.2024 Petgugu Global kedi kumu
15.04.2024 Bakımlı erkeklerin çekiciliği
14.04.2024
▪ Everest en yüksek meteoroloji istasyonunu inşa edecek ▪ Güvercinleri kovalayan drone
▪ Audiotechnics sitesinin bölümü. Makale seçimi ▪ makale Beni gereksiz yere kışkırtma. Popüler ifade ▪ makale Termometreyi kim icat etti? ayrıntılı cevap ▪ makale Galaganiya kokulu. Efsaneler, yetiştirme, uygulama yöntemleri ▪ makale Renkli ışıklar. Odak Sırrı
Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri
www.diagram.com.ua |
İlginç makaleler öneriyoruz bölüm 
Diğer makalelere bakın bölüm 
En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:
Bu sayfanın tüm dilleri