چیلر جذبی

ترمودینامیک

ترمودینامیک شاخه‌ای ازفیزیکاست که درآن ، برخی از خواص اجسام را که به علت تغییردما ، متغییر می‌شوند، موردمطالعه قرار می‌گیرد.

مراحل مطالعه ترمودینامیک

·         قدم اول در مطالعه ترمودینامیک ، انتخاب قسمتی از فضا یا شی و یا نمونه است کهبه اختیار در نظر گرفته و مطالعه روی آن متمرکز می‌شود این قسمت را اصطلاحا سیستممی‌گویند. بقیه فضا یا شی نمونه را که در تماس با سیستم بوده و در تحولات سیستمدخالت دارد یا به بیان دیگر با سیستم اندرکنش می‌کند، به مفهوم کلمه ، محیط اطرافمی‌گوییم.

·         قدم بعدی انتخاب روش و یا دیدگاهی است که بررسی و مطالعه از آن دیدگاه صورتمی‌گیرد. در این رهگذر دو دیدگاه به ظاهر متفاوت وجود دارد که عبارتند از:

دیدگاه ماکروسکوپیک (Macroscopic)

دیدگاه ماکروسکوپیک ، یک نگرش کلی است ومشخصات کلی ، یا خواص بزرگ مقیاس سیستم ، مبنای توصیف ماکروسکوپی سیستم را تشکیلمی‌دهند. بطور خلاصه ، توصیف ماکروسکوپیکی یک سیستم عبارت از مشخص کردن چند ویژگیاساسی و قابل اندازه‌ گیری آن سیستم است.

دیدگاه میکروسکوپیک (Microscopic)

از نظر آماری ، یک سیستم متشکل از تعدادبسیار زیادیملکول ( N مولکول) که هر کدام از اینمولکولها می‌تواند در مجموعه‌ای از حالتهایی کهانرژیآنها مساویE₁و E₂ و … است، قرار می‌گیرد. این سیستم را می‌توان بصورتمنزویدر نظر گرفت و یا در بعضی مواردمی‌توان فرض کرد که مجموعه‌ای از سیستمهای مشابه ، یا جمعی از سیستمها ، آنرا در برگرفته‌اند.

سیر تحولی و رشد

زمانی که برابری حرارت باانرژیمکانیکی ، بطور قاطع محقق شد، موقع آن فرا رسید که کار دانشمند معروف «سادیکارنو» درباره قوانین مربوط به تبدیل شکلی از انرژی به شکل دیگر ، تصمیم یابد. نخستین گامی که در این جهت برداشته شد، توسط فیزیکدان آلمانی ،رودلف کلاسیوس (Clausius) و فیزیکدانانگلیسی ،لرد کلوین (Keluin) در نیمه دوم قرن نوزدهمصورت گرفت. این تلاشها به همین صورت ادامه یافت تا اینکهقوانین اساسی ترمودینامیککه بدنه اصلی وزیر بنای این علم را تشکیل می‌دهند، تدوین شد.

قوانین اساسی ترمودینامیک

قانون صفرم ترمودینامیک

یککمیت اسکالربه نامدماوجود دارد کهخاصیتی است متعلق به تمام سیستمهای ترمودینامیکی (در حال تعادل) ، بطوری که برابریآن شرط لازم و کافی برایتعادل گرماییاست.

قانون اول ترمودینامیک

اگر سیستمی فقط به طریقهبی‌دررواز یک حالت اولیه به یک حالت نهاییبرده شود، کار انجام شده برای تمام مسیرهای بی‌دررو که این دو حالت را به یکدیگرمربوط کنند، یکسان است.

قانون دوم ترمودینامیک

هیچ فرآیندی که تنها نتیجه آنجذب گرماازیک منبع و تبدیل این آزمایشهای مربوط به گرما به کار باشد، امکان پذیر نیست. بهبیان دیگر می‌توان گفت که امکان ندارد که تنها اثر یک ماشین چرخه‌ای آن باشد کهبطور مداوم آزمایشهای مربوط به گرما را از جسمی به جسم دیگر با دمای بالا منتقلکند.

قانون سوم ترمودینامیک

این قانون بیان می‌کند که ممکن نیست از طریق یکسلسله فرآیند متناهی بهصفرمطلق دست یافت. به عبارتی رسیدن به صفر مطلق محال است. البته به نزدیکیهای صفرمطلق می‌شود رسید، اما خود صفر مطلق قابل دسترس نمی‌باشد.

ارتباط کمیات ماکروسکوپیک و میکروسکوپیک

کمیتهای ماکروسکوپیکومیکروسکوپیکهر سیستمی باید باهم ارتباطداشته باشند. زیرا آنها از دو راه مختلف ، وضعیت یکسانی را توصیف می‌کنند. بویژه ،باید بدانیم که کمیتهای ماکروسکوپیک را بر حسب کمیتهای میکروسکوپیک بیان کینم.
بعنوان مثالفشار یک گاز، عملا با استفاده ازفشارسنجاندازه‌ گیری می‌شود، اما از دیدگاهمیکروسکوپیک ، فشار مربوط است به آهنگ متوسط انتقالاندازه حرکتملکولهای گاز که به واحد سطحفشارسنج برخورد می‌کنند. اگر بتوانیم کمیتهای ماکروسکوپیک را بر حسب کمیتهایمیکروسکوپیک تعریف کنیم، قادر خواهیم بود قوانین ترمودینامیک را بطور کمی به زبانمکانیکآماری بیان کنیم.

ارتباط ترمودینامیک با مکانیک آماری

توضیح علم ترمودینامیک به کمک علمانتزاعی‌تر مکانیک آماری ، یکی از بزرگترین دستاوردهایفیزیک است. علاوهبر این ، بنیادی‌تر بودن نکات مکانیک آماری ، به ما امکان می‌دهد که اصول عادیترمودینامیک را تا حد قابل توجهی تکمیل کنیم.

چشم انداز ترمودینامیک

توصیف مشخصات کلی یک سیستم به کمک تعدادی ازویژگیهای قابل اندازه‌ گیری آن ، که کم و بیش توسط حواس ما قابل درک هستند، یکتوصیف ماکروسکوپیک است. این توصیفها نقطه شروع تمام بررسیها در تمام شاخه‌های فیزیکهستند. اما در ترمودینامیک توجه ‌ما به داخل سیستم معطوف می‌شود، بنابراین دیدگاهماکروسکوپی را اختیار می‌کنیم و بر آن دسته از کمیات ماکروسکوپی تأکید می‌کنیم کهرابطه‌ای با حالت داخلی سیستم داشته باشند.

تعیین کمیتهایی که برای توصیفاین حالت داخلی لازم و کافی هستند، به عهده آزمایش است. آن کمیتهای ماکروسکوپیکی کهبه حالت داخلی سیستم مربوط هستند، مختصات ترمودینامیک خوانده می‌شوند. این مختصات ،برای تعیینانرژی داخلی سیستمبکار می‌آیند. هدفترمودینامیک ، پیدا کردن روابط کلی این مختصات ترمودینامیکی است که باقوانینبنیادی ترمودینامیکسازگار باشند. سیستمی را که بتوان بر حسب مختصاتترمودینامیکی توصیف کرد،سیستمترمودینامیکیمی‌گویند.