Science >> Wetenschap >  >> Energie

Hoe veranderen de kwestie en energie in een systeem van nature?

De natuurlijke verandering van materie en energie in een systeem wordt beheerst door de fundamentele wetten van de thermodynamica, die:

1. De wet van het behoud van energie (eerste wet)

* Energie kan niet worden gemaakt of vernietigd, alleen van de ene vorm naar de andere worden getransformeerd.

* Dit betekent dat de totale hoeveelheid energie in een gesloten systeem constant blijft.

* Voorbeelden:

* Burning Wood zet chemische energie om in warmte en licht.

* Een hydro -elektrische dam zet zwaartekrachtpotentiaal energie om in elektrische energie.

2. De wet van toenemende entropie (tweede wet)

* In elk spontaan proces neemt de entropie van het universum (het systeem en zijn omgeving) altijd toe.

* Entropie is een maat voor wanorde of willekeur.

* Dit betekent dat natuurlijke processen de neiging hebben om van een staat van orde naar een staat van wanorde te gaan.

* Voorbeelden:

* Een warme kop koffie zal van nature afkoelen tot kamertemperatuur.

* Een gevallen glas zal in stukken breken en de aandoening van het systeem vergroten.

3. De wet van absolute nul (derde wet)

* De entropie van een perfect kristal bij absolute nul is nul.

* Dit betekent dat bij de absolute nultemperatuur (-273.15 ° C of -459,67 ° F), alle moleculaire beweging ophoudt en het systeem zijn meest geordende toestand bereikt.

Hoe deze wetten natuurlijke veranderingen beïnvloeden:

* spontane processen: Dit zijn processen die van nature optreden zonder externe invoer van energie. Ze worden aangedreven door de tweede wet van de thermodynamica, die op weg zijn naar toenemende entropie.

* Niet-spontane processen: Deze vereisen dat externe energie -input plaatsvindt. Ze kunnen de entropie van een systeem verminderen, maar alleen ten koste van het verhogen van de entropie van de omgeving.

* evenwicht: Een systeem is in evenwicht wanneer de energie en entropie in evenwicht zijn. Dit is een staat van minimale verandering, hoewel er nog steeds veranderingen kunnen optreden op moleculair niveau.

Samenvattend:

* De totale hoeveelheid energie in een gesloten systeem blijft constant.

* Natuurlijke processen hebben de neiging om te gaan naar een toenemende stoornis (entropie).

* Deze veranderingen worden aangedreven door de interactie tussen energie en materie en hun neiging om een ​​staat van evenwicht te zoeken.

Belangrijke opmerking: Deze wetten beschrijven de algemene trend van energie- en materieveranderingen. Er kunnen echter uitzonderingen en specifieke gevallen zijn waarin de wetten kunnen worden geschonden. Deze uitzonderingen worden meestal verklaard door het hele systeem te overwegen, inclusief de omgeving, en rekening houdend met de effecten van energieoverdracht en interacties.