Termodünaamika printsiibid
Termodünaamika (otsetõlkes - soojusliikumine) käsitleb soojuse liikumist ja soojuse muundamist tööks. Näiteks toome jahedas välisõhus täis puhutud õhupalli sooja tuppa. Õhupallis olev õhk saab toasoojusest soojushulga Q. Osa sellest soojushulgast läheb õhupallis oleva õhu siseenergia suurendamiseks ning teine osa õhupalli kile venitamise tööks, kuna pall läheb õhu paisumise tõttu suuremaks.
Matemaatiliselt väljendatakse seda võrrandiga (arvuti klaviatuuril ma ei näe kolmnurka ehk kreeka suurt tähte delta, kuigi olen kindel, et kuskil ta peidus peaks olema, järgmises võrrandis peab Q ees ja U ees olema delta kolmnurk) Q= U+A. Q on soojushulk, mille õhupall saab toasoojusest, U on see osa Q-st, mis läheb õhupallis oleva õhu siseenergia suurendamiseks ning A on töö, mida teeb õhupallis olev paisuv õhk õhupalli suurendamisel. See matemaatiline avaldis väidab, et midagi saadud soojushulgast Q ei lähe kaduma, vaid kulub kaheks nimetatud asjaks. Selle väite nimi on termodünaamika esimene printsiip. Sisuliselt on see kõigile tuntud energia jäävuse seadus, et energia ei teki ega kao, vaid muundub ühest liigist teise. Soojusmasinate töö põhineb termodünaamika esimesel printsiibil, aga soojusmasinate käsitlemine ei mahu selle õpiobjekti raamesse.
Termodünaamika teine printsiip väidab, et ükski soojusmasin ei saa kogu soojust täielikult tööks muuta, osa soojusenergiat läheb kaduma. Soojusmasin hakkab siis tööle, kui osa soojusenergiat läheb soojusallikalt kui kõrgema temperatuuriga kehalt jahutisse kui madalama temperatuuriga kehasse. Selle asjaolu selgitamine ei mahu selle õpiobjekti raamidesse. Küll aga nimetame siin soojuspumpa, mis leiab igapäevaelus järjest enam rakendamist küttekehana korterites ja majades. Soojuspump on tagurpidi töötav soojusmasin. Juba ammu tuntud soojuspumba heaks näiteks on kõige tavalisem külmkapp. Külmkapp kui soojuspump jahutab külmkappi nii, et võtab sealt soojust ja viib selle tuppa, küttes nii ühtlasi tuba. Märgime kokkuvõtteks, et soojusmasin teeb soojusenergia arvel mehaanilist tööd ehk siis muudab soojusenergia mehaaniliseks tööks. Soojuspump aga vastupidi muudab elektrimootoriga (või ka mõne muu mootoriga) tehtava mehaanilise töö soojusenergiaks. Selle teema juures ei saa mööda minna erakordsest arengust termodünaamika teise printsiibi laienemisel füüsikast väljapoole teistesse valdkondadesse kuni informatsiooniteooriani välja. Tänaseks on termodünaamika teisest printsiibist saanud üks võimsamaid loodusseadusi üldse.
Termodünaamika (otsetõlkes - soojusliikumine) käsitleb soojuse liikumist ja soojuse muundamist tööks. Näiteks toome jahedas välisõhus täis puhutud õhupalli sooja tuppa. Õhupallis olev õhk saab toasoojusest soojushulga Q. Osa sellest soojushulgast läheb õhupallis oleva õhu siseenergia suurendamiseks ning teine osa õhupalli kile venitamise tööks, kuna pall läheb õhu paisumise tõttu suuremaks.
Matemaatiliselt väljendatakse seda võrrandiga (arvuti klaviatuuril ma ei näe kolmnurka ehk kreeka suurt tähte delta, kuigi olen kindel, et kuskil ta peidus peaks olema, järgmises võrrandis peab Q ees ja U ees olema delta kolmnurk) Q= U+A. Q on soojushulk, mille õhupall saab toasoojusest, U on see osa Q-st, mis läheb õhupallis oleva õhu siseenergia suurendamiseks ning A on töö, mida teeb õhupallis olev paisuv õhk õhupalli suurendamisel. See matemaatiline avaldis väidab, et midagi saadud soojushulgast Q ei lähe kaduma, vaid kulub kaheks nimetatud asjaks. Selle väite nimi on termodünaamika esimene printsiip. Sisuliselt on see kõigile tuntud energia jäävuse seadus, et energia ei teki ega kao, vaid muundub ühest liigist teise. Soojusmasinate töö põhineb termodünaamika esimesel printsiibil, aga soojusmasinate käsitlemine ei mahu selle õpiobjekti raamesse.
Termodünaamika teine printsiip väidab, et ükski soojusmasin ei saa kogu soojust täielikult tööks muuta, osa soojusenergiat läheb kaduma. Soojusmasin hakkab siis tööle, kui osa soojusenergiat läheb soojusallikalt kui kõrgema temperatuuriga kehalt jahutisse kui madalama temperatuuriga kehasse. Selle asjaolu selgitamine ei mahu selle õpiobjekti raamidesse. Küll aga nimetame siin soojuspumpa, mis leiab igapäevaelus järjest enam rakendamist küttekehana korterites ja majades. Soojuspump on tagurpidi töötav soojusmasin. Juba ammu tuntud soojuspumba heaks näiteks on kõige tavalisem külmkapp. Külmkapp kui soojuspump jahutab külmkappi nii, et võtab sealt soojust ja viib selle tuppa, küttes nii ühtlasi tuba. Märgime kokkuvõtteks, et soojusmasin teeb soojusenergia arvel mehaanilist tööd ehk siis muudab soojusenergia mehaaniliseks tööks. Soojuspump aga vastupidi muudab elektrimootoriga (või ka mõne muu mootoriga) tehtava mehaanilise töö soojusenergiaks. Selle teema juures ei saa mööda minna erakordsest arengust termodünaamika teise printsiibi laienemisel füüsikast väljapoole teistesse valdkondadesse kuni informatsiooniteooriani välja. Tänaseks on termodünaamika teisest printsiibist saanud üks võimsamaid loodusseadusi üldse.