Medžiagos agregacijos būsena paprastai vadinama jos gebėjimu išlaikyti formą ir tūrį. Papildoma savybė yra medžiagos perėjimo iš vienos agregacijos būsenos į kitą metodai. Remiantis tuo, išskiriamos trys agregacijos būsenos: kietoji, skystoji ir dujinė. Jų matomos savybės yra šios:
Tvirtas korpusas išlaiko formą ir tūrį. Lydydamasis jis gali virsti skysčiu arba sublimacijos būdu tiesiogiai į dujas.
- Skystis – išlaiko tūrį, bet ne formą, tai yra turi sklandumą. Išsiliejęs skystis linkęs neribotai pasklisti paviršiumi, ant kurio jis pilamas. Skystis gali tapti kietu kristalizacijos būdu, o dujos – išgaruodamas.
- Dujos – neišlaiko nei formos, nei tūrio. Dujos, esančios už bet kokio konteinerio, linkusios neribotai plėstis visomis kryptimis. Tik gravitacija gali sutrukdyti jam tai padaryti, dėl kurios žemės atmosfera neišsisklaido į erdvę. Kondensacijos būdu dujos patenka į skystį, o sedimentacijos būdu - tiesiai į kietą medžiagą.
Fazių perėjimai
Medžiagos perėjimas iš vienos agregacijos būsenos į kitą vadinamas faziniu perėjimu, nes mokslinė agregacijos būsena yra materijos fazė. Pavyzdžiui, vanduo gali egzistuoti kietoje fazėje (ledas), skystoje (paprastas vanduo) ir dujinėje fazėje (vandens garai).
Taip pat gerai parodytas vandens pavyzdys. Pakabintas kieme džiūti šaltą, nevėjuotą dieną, iškart sušąla, bet po kurio laiko pasirodo, kad sausas: ledas sublimuojasi, tiesiogiai virsdamas vandens garais.
Paprastai fazės perėjimui iš kietos medžiagos į skystį ir dujas reikia šildyti, tačiau terpės temperatūra nekyla: šiluminė energija sunaudojama vidiniams medžiagos ryšiams nutraukti. Tai vadinamoji latentinė šiluma. Atvirkštinių fazių virsmų (kondensacijos, kristalizacijos) metu ši šiluma išsiskiria.
Štai kodėl nudegimai garais yra tokie pavojingi. Patekęs ant odos, jis kondensuojasi. Latentinė vandens garavimo/kondensacijos šiluma yra labai didelė: vanduo šiuo atžvilgiu yra anomali medžiaga; Štai kodėl gyvybė Žemėje yra įmanoma. Deginant garais latentinė vandens kondensacijos šiluma labai giliai „nupdegina“ apdegusią vietą, o nudegimo garais pasekmės yra daug sunkesnės nei nuo liepsnos toje pačioje kūno vietoje.
Pseudofazės
Medžiagos skystosios fazės sklandumą lemia jos klampumas, o klampumą – vidinių jungčių pobūdis, kurios bus aptartos kitame skyriuje. Skysčio klampumas gali būti labai didelis, o toks skystis gali tekėti akies nepastebėtas.
Klasikinis pavyzdys yra stiklas. Tai ne kietas, o labai klampus skystis. Atkreipkite dėmesį, kad stiklo lakštai sandėliuose niekada nėra laikomi atremti į sieną įstrižai. Per kelias dienas jie sulinks nuo savo svorio ir bus netinkami vartoti.
Kitos pseudo-kietos medžiagos yra batų tepalas ir statybinis pikis. Jei pamiršite kampuotą gabalėlį ant stogo, per vasarą jis išplis į pyragą ir prilips prie pagrindo. Pseudokietus kūnus nuo tikrų galima atskirti pagal tirpimo pobūdį: tikri su juo arba išlaiko savo formą, kol iš karto išsiskleidžia (lituoja su), arba plūduriuoja, išleisdami balas ir upelius (ledas). Ir labai klampūs skysčiai palaipsniui minkštėja, pavyzdžiui, pikis ar bitumas.
Plastikai yra itin klampūs skysčiai, kurių takumas nepastebimas daugelį metų ir dešimtmečių. Jų aukštą gebėjimą išlaikyti formą užtikrina didžiulė polimerų molekulinė masė, daugybė tūkstančių ir milijonų vandenilio atomų.
Materijos fazinė struktūra
Dujinėje fazėje medžiagos molekulės arba atomai yra labai nutolę vienas nuo kito, daug kartų didesni už atstumą tarp jų. Jie sąveikauja tarpusavyje retkarčiais ir nereguliariai, tik susidūrimų metu. Pati sąveika yra elastinga: jie susidūrė kaip kieti rutuliai ir iškart išsisklaido.
Skystyje molekulės/atomai nuolat „jaučia“ vienas kitą dėl labai silpnų cheminio pobūdžio ryšių. Šie ryšiai visą laiką nutrūksta ir iš karto vėl atsikuria, skysčio molekulės nuolat juda viena kitos atžvilgiu, todėl skystis teka. Tačiau norint jį paversti dujomis, reikia iš karto nutraukti visas jungtis, o tam reikia daug energijos, todėl skystis išlaiko savo tūrį.
Šiuo požiūriu vanduo nuo kitų medžiagų skiriasi tuo, kad jo molekulės skystyje yra sujungtos vadinamaisiais vandeniliniais ryšiais, kurie yra gana stiprūs. Todėl vanduo gali būti skystis esant normaliai gyvybei temperatūrai. Daugelis medžiagų, kurių molekulinė masė dešimtis ir šimtus kartų didesnė už vandens, normaliomis sąlygomis yra dujos, kaip ir paprastos buitinės dujos.
Kietoje medžiagoje visos jo molekulės yra tvirtai savo vietose dėl stiprių cheminių ryšių tarp jų ir sudaro kristalinę gardelę. Taisyklingos formos kristalams augti reikalingos ypatingos sąlygos, todėl gamtoje jie yra reti. Dauguma kietųjų medžiagų yra mažų ir mažų kristalų – kristalitų – konglomeratai, glaudžiai sujungti mechaninėmis ir elektrinėmis jėgomis.
Jei skaitytojas kada nors matė, pavyzdžiui, įtrūkusį automobilio ašies veleną ar ketaus groteles, tai ant laužo esantys kristalitų grūdeliai matomi plika akimi. O ant skaldytų porceliano ar molio indų fragmentų juos galima stebėti po padidinamuoju stiklu.
Plazma
Fizikai taip pat nustato ketvirtąją materijos būseną – plazmą. Plazmoje elektronai yra atskirti nuo atomų branduolių, ir tai yra elektriškai įkrautų dalelių mišinys. Plazma gali būti labai tanki. Pavyzdžiui, vienas kubinis centimetras plazmos iš žvaigždžių – baltųjų nykštukų – vidaus sveria dešimtis ir šimtus tonų.
Plazma yra izoliuota į atskirą agregacijos būseną, nes ji aktyviai sąveikauja su elektromagnetiniais laukais dėl to, kad jos dalelės yra įkrautos. Laisvoje erdvėje plazma linkusi plėstis, atvėsdama ir virsdama dujomis. Tačiau veikiamas jis gali išlaikyti savo formą ir tūrį už indo ribų, kaip kietas kūnas. Ši plazmos savybė naudojama termobranduoliniuose reaktoriuose – ateities elektrinių prototipuose.
>>Fizika: agreguotos medžiagos būsenos
Žiemą ežerų ir upių paviršiuje vanduo užšąla, virsdamas ledu. Po ledu vanduo išlieka skystas. Čia vienu metu egzistuoja du skirtingi dalykai. agregacijos būsena vanduo – kietas (ledas) ir skystas (vanduo). Yra trečioji vandens būsena – dujinė: nematomi vandens garai randami mus supančiame ore.
Kiekvienai medžiagai būdingos skirtingos agregacijos būsenos. Šios būsenos viena nuo kitos skiriasi ne molekulėmis, o tuo, kaip šios molekulės yra išsidėsčiusios ir kaip jos juda. Molekulių išsidėstymo skirtingose tos pačios medžiagos – vandens – agregacijos būsenose ypatumai pavaizduoti 76 paveiksle.
Tam tikromis sąlygomis medžiagos gali keistis iš vienos būsenos į kitą. Visos galimos transformacijos šiuo atveju parodytos 77 paveiksle. Raidės T, F ir G atitinkamai nurodo kietą, skystą ir dujinę medžiagos būseną; rodyklės nurodo kryptį, kuria vyksta tam tikras procesas.
Iš viso yra šeši procesai, kurių metu vyksta agreguotos medžiagos transformacijos. 
Medžiagos perėjimas iš kietos (kristalinės) būsenos į skystį vadinamas tirpstantis kristalizacija arba grūdinimas. Lydymosi pavyzdys yra ledo tirpimas, kai vanduo užšąla.
Medžiagos perėjimas iš skystos į dujinę būseną vadinamas garinimas, vadinamas atvirkštinis procesas kondensacija(iš lotyniško žodžio „kondensacija“ – sutankinimas, sustorėjimas). Garavimo pavyzdys yra vandens išgaravimas, kai susidaro rasa.
Medžiagos perėjimas iš kietos būsenos į dujinę (aplenkiant skystį) vadinamas sublimacija(iš lotyniško žodžio „sublimo“ – aš pakeliu) arba sublimacija, vadinamas atvirkštinis procesas desublimacija. Pavyzdžiui, grafitas gali būti įkaitintas iki tūkstančio, dviejų tūkstančių ir net trijų tūkstančių laipsnių, ir vis dėlto jis nepavirs skysčiu: sublimuos, tai yra, iškart iš kietos būsenos pereis į dujinę. Vadinamasis „sausasis ledas“ (kietas anglies monoksidas CO 2), kurį galima pamatyti ledų laikymo ir transportavimo induose, taip pat iš karto virsta dujine būsena (aplenkiant skystą). Visus kietųjų medžiagų (pavyzdžiui, naftalino) turimus kvapus sukelia ir sublimacija: išskrisdamos iš kietosios medžiagos molekulės virš jos susidaro dujos (arba garai), sukeliančios kvapo pojūtį.
Desublimacijos pavyzdys yra ledo kristalų raštų formavimas ant langų žiemą. Šie gražūs raštai yra ore esančių vandens garų desublimacijos rezultatas.
Medžiagos perėjimai iš vienos agregacijos būsenos į kitą vaidina svarbų vaidmenį ne tik gamtoje, bet ir technologijose. Pavyzdžiui, vandenį pavertę garu, vėliau jį galime panaudoti elektrinių garo turbinose. Lydydami metalus gamyklose, gauname galimybę iš jų gaminti įvairius lydinius: plieną, ketų, žalvarį ir tt Norint suprasti visus šiuos procesus, reikia žinoti, kas nutinka medžiagai pasikeitus jos agregacijos būsenai ir kokiai aplinkai. sąlygos šis pokytis yra įmanomas. Tai bus aptarta tolesnėse pastraipose.
1. Įvardykite tris materijos būsenas. 2. Išvardykite visus galimus procesus, kurių metu medžiaga pereina iš vienos agregacijos būsenos į kitą. 3. Pateikite sublimacijos ir desublimacijos pavyzdžių. 4. Kokius praktinius suvestinių transformacijų pritaikymus žinote? 5. Kuri raidė (a, b arba c) 76 paveiksle rodo kietą vandens, skysto ir dujinio, būvį?
Pateikė skaitytojai iš interneto svetainių
Pilnas temų sąrašas pagal pažymius, kontrolinių darbų atsakymai, kalendoriaus planas pagal mokyklos fizikos programą, fizikos kursai ir užduotys 8 klasei, paruošti namų darbai ir sprendimai, visa fizika internetu
Pamokos turinys pamokų užrašai ir pagalbinis rėmelis pamokos pristatymas interaktyvių technologijų akceleratoriaus mokymo metodai Praktika testai, testavimo internetinės užduotys ir pratybos namų darbų seminarai ir mokymų klausimai klasės diskusijoms Iliustracijos vaizdo ir garso medžiaga nuotraukos, paveikslėliai, grafikai, lentelės, diagramos, komiksai, palyginimai, posakiai, kryžiažodžiai, anekdotai, anekdotai, citatos Priedai santraukos cheat sheets patarimai įdomiems straipsniams (MAN) literatūra pagrindinis ir papildomas terminų žodynas Vadovėlių ir pamokų tobulinimas klaidų taisymas vadovėlyje, pasenusių žinių keitimas naujomis Tik mokytojams kalendoriniai planai mokymo programos metodinės rekomendacijosBet kuris kūnas tam tikroje temperatūroje ir slėgyje gali būti skirtingos agregacijos būsenos – kietos, skystos, dujinės ir plazminės būsenos.
Perėjimas iš vienos agregacijos būsenos į kitą įvyksta su sąlyga, kad kūno šildymas iš išorės vyksta greičiau nei jo aušinimas. Ir atvirkščiai, jei kūno atšalimas iš išorės vyksta greičiau nei kūno įkaitimas dėl jo vidinės energijos.
Pereinant į kitą agregacijos būseną, medžiaga išlieka ta pati, išliks tos pačios molekulės, keisis tik jų santykinis išsidėstymas, judėjimo greitis ir sąveikos tarpusavyje jėgos.
Tie. kūno dalelių vidinės energijos pasikeitimas perkelia ją iš vienos būsenos fazės į kitą. Be to, ši būsena gali būti palaikoma plačiame išorinės aplinkos temperatūros diapazone.
Keičiant agregacijos būseną, reikalingas tam tikras energijos kiekis. O perėjimo procese energija eikvojama ne kūno temperatūrai keisti, o vidinei kūno energijai keisti.
Grafike parodykime kūno temperatūros T (esant pastoviam slėgiui) priklausomybę nuo šilumos kiekio Q, tiekiamo kūnui pereinant iš vienos agregacijos būsenos į kitą.
Apsvarstykite masės kūną m, kuri esant temperatūrai yra kietos būsenos T 1.
Kūnas ne iš karto pereina iš vienos būsenos į kitą. Pirma, vidinei energijai pakeisti reikia energijos, o tam reikia laiko. Perėjimo greitis priklauso nuo kūno masės ir jo šiluminės talpos.
Pradėkime šildyti kūną. Naudodami formules galite parašyti taip:
Q = c⋅m⋅(T 2 -T 1)
Kūnas turi sugerti tiek šilumos, kad įkaistų nuo temperatūros T1 iki T2.
Perėjimas iš kieto į skystą
Toliau esant kritinei temperatūrai T2, kuri kiekvienam kūnui yra skirtinga, tarpmolekuliniai ryšiai pradeda irti ir kūnas pereina į kitą agregacijos būseną – skystą, t.y. tarpmolekuliniai ryšiai susilpnėja, molekulės pradeda judėti didesne amplitude, didesniu greičiu ir didesne kinetine energija. Todėl to paties kūno temperatūra skystoje būsenoje yra aukštesnė nei kieto.
Kad visas kūnas iš kietos būsenos pereitų į skystą, reikia laiko kaupti vidinei energijai. Šiuo metu visa energija atitenka ne kūno šildymui, o senų tarpmolekulinių ryšių sunaikinimui ir naujų kūrimui. Reikalingas energijos kiekis:
λ - specifinė medžiagos lydymosi ir kristalizacijos šiluma J/kg, kiekvienai medžiagai skirtinga.
Po to, kai visas kūnas pereina į skystą būseną, šis skystis vėl pradeda kaisti pagal formulę: Q = c⋅m⋅(T-T 2); [J].
Kūno perėjimas iš skystos į dujinę būseną
Pasiekus naują kritinę temperatūrą T 3, prasideda naujas perėjimo nuo skysčio prie garų procesas. Norėdami toliau nuo skysčio pereiti prie garų, turite eikvoti energiją:
r – specifinė dujų susidarymo ir medžiagos kondensacijos šiluma, J/kg, kiekvienai medžiagai skirtinga.
Atkreipkite dėmesį, kad galimas perėjimas iš kietos būsenos į dujinę būseną, apeinant skystąją fazę. Šis procesas vadinamas sublimacija, o jo atvirkštinis procesas yra desublimacija.
Kūno perėjimas iš dujinės būsenos į plazminę
Plazma- iš dalies arba visiškai jonizuotos dujos, kuriose teigiamų ir neigiamų krūvių tankiai yra beveik vienodi.
Plazma dažniausiai susidaro esant aukštai temperatūrai, nuo kelių tūkstančių °C ir aukštesnėje temperatūroje. Remiantis formavimo būdu, išskiriami du plazmos tipai: šiluminė, kuri susidaro įkaitinus dujas iki aukštos temperatūros, ir dujinė, kuri susidaro elektros iškrovų metu dujinėje aplinkoje.
Šis procesas yra labai sudėtingas ir turi paprastą aprašymą, o kasdienėmis sąlygomis jis mums nepasiekiamas. Todėl plačiau apie šį klausimą nenagrinėsime.
Kritiškai mąstančiam žmogui gali būti labai įdomūs ir naudingi pastebėjimai, kaip keičiasi jo fiziologinės savybės žmonėms pereinant iš vienos būsenos į kitą. Pavyzdžiui, laikysena ir balso tonas gali pasikeisti beveik akimirksniu. Stebėdamas kitus gali daug atrasti apie save, ypač jei iki šiol manai, kad tau trūksta kūrybinės energijos, stinga realizmo, ar esi blogas organizatorius. Galite šiek tiek pakeisti „Disney“ strategijos modelį – pavyzdžiui, savo namuose naudokite skirtingus kambarius ar kėdes, kad pavaizduotumėte skirtingas pozicijas. Tačiau nepamirškite laikytis šių svarbių NLP taisyklių:
Kiekviena pozicija turi turėti atitinkamą apčiuopiamą „inkarą“, kad jūs visada ją sietumėte su tam tikra būsena (kaip ir savo mėgstamą kėdę siejate su atsipalaidavimu).
Prieš įeidami į bet kurią naują būseną, išeikite iš ankstesnės (todėl skirtingoms būsenoms patartina naudoti skirtingas pozicijas erdvėje). Priešingu atveju, pereinant prie naujos, „sėdint ant dviejų kėdžių vienu metu“, kyla pavojus, kad su savimi pasiimsite ankstesnės būsenos elementus.
Praktikuokite kiek įmanoma (kaip ir mokydamiesi bet kokios kitos technikos) ir būkite lankstūs. „Disney“ strategijos modelis gali būti pritaikytas labai įvairioms situacijoms – tiek žmonių, tiek procesų atžvilgiu – lėtiems ar greitiems.
Visa tai yra ne kas kita, kaip modeliai ir metodai, tačiau praktiškai jūs galite laisvai galvoti taip, kaip jums atrodo tinkama, ir keisti savo požiūrį, kaip norite. Aukščiau pateikto pratimo tikslas – padėti išmokti prireikus (pavyzdžiui, iškilus staigiam pavojui) akimirksniu pereiti iš vienos būsenos į kitą. Jei įsivaizduojate save įeinantį į tam tikrą kambarį arba sėdintį tam tikroje kėdėje, šie vaizdai gali sukelti tokias pačias asociacijas kaip ir tikri fiziniai veiksmai. Gebėjimas susikurti tokius sustiprinančius „inkarus“ yra būtina mokymosi proceso sąlyga.
Modeliuojame save
Anksčiau modeliavimą vertinome kaip bet kurioje srityje tobulumo pasiekusių žmonių veiklos strategijų nustatymą ir šių strategijų atkūrimą savo veikloje. Tačiau Disney strategijos modelis aiškiai parodo, kad galime pasikliauti ir savo prisiminimais. Kiekvieno iš mūsų viduje yra svajotojas, realistas ir kritikas, kurie tam tikromis sąlygomis gali veikti mūsų labui. Taigi kiekvienas iš mūsų turime vidinių resursų, reikalingų veiklos efektyvumui gerinti. Jei kada nors turėjote stiprų potraukį, pasitikėjote savimi, jautėte, kad viskas priklauso nuo jūsų, buvote kūrybingas, atkaklus ir norėjote reikšmingai rizikuoti, tuomet jums nereikia ieškoti pavyzdžio savo veiksmingas strategijas į naują veiklos sritį. Pavyzdžiui, iš sporto srities į profesinę sferą. Perkelkite sėkmę darbe namuose, iš asmeninio gyvenimo į viešąjį ir atvirkščiai. Išmokite įvertinti veiksmingų strategijų privalumus, nepaisant konkrečių aplinkybių.
Kaip ir makaronų receptas ar gatvės kirtimo taisyklės, strategijas gali naudoti visi. Būtina asmeninės sėkmės sąlyga yra gebėjimas rasti strategijas, kurios geriausiai tinka jūsų asmeninėje ar kitų žmonių patirtyje. Ir atmeskite tas strategijas, kurios nėra pakankamai veiksmingos, kad pasiektumėte dabartinius tikslus.
Gebėjimas naudoti modelius strategijoms keisti yra vadinamojo pagreitinto mokymosi esmė. Taikydami savo efektyvias strategijas galime žymiai pagreitinti paprastai gana vangų mokymosi procesą. Galime pasinaudoti ir kitų patirtimi. Nors, žinoma, negalima tikėtis iš karto pasiekti jų lygį. Kiekvienas iš mūsų turime galimybę išmokti išnaudoti abi savo smegenų puses, efektyviau panaudoti vidinius resursus ir taip pasiekti išskirtinės sėkmės.
Penkta dalis
Kūrybiškas požiūris į problemų sprendimą
13 skyrius
Naudodami abu smegenų pusrutulius mąstydami
Mąstymo proceso etapai
Svarstymas apie mąstymo etapus gali būti labai naudingas. Šios stadijos nebūtinai turi būti griežtai nuoseklios, tačiau mums svarbu žinoti, kaip veikia įvairios smegenų „operacinės“ sistemos ir kaip individualūs mąstymo procesai yra susiję su universaliomis psichinėmis strategijomis.
Paruošimas
Pasirengimo etapas atitinka projekto planavimo etapą ir apima problemos apibrėžimą, duomenų rinkimą ir pagrindinių prielaidų darymą. Ši strategija daugeliu atžvilgių yra panaši į pirmąjį keturių dalių ciklinio sėkmės modelio etapą, kurį aptarėme pirmoje dalyje, kuriame jūs nuspręsite, ko jums iš tikrųjų reikia ir koks yra jūsų tikslas. Šiame etape turėtumėte suformuluoti savo tikslą raštu, o vėliau naudoti vizualizacijos metodus, kad kuo geriau patirtumėte norimą rezultatą ir atspindėtumėte jį tikslo teiginyje.
Jau kalbėjome apie tai, kaip svarbu turėti aiškų supratimą apie norimą rezultatą komunikacijos procese. Tas pats pasakytina ir apie problemų sprendimo procesą. Užduokite sau klausimą: „Ką tiksliai norėčiau pasiekti? Bendravimo „problemos“, kaip ir bet kurios kitos, esmė – užpildyti atotrūkį tarp esamos ir norimos būsenos (keičiantis informacija, įtikinėjant, gaunant atsakymus į klausimus ir pan.)
Analizė
Šiame etape turėtumėte įsigilinti į problemą, atsižvelgti į visus privalumus, pasverti visus privalumus ir trūkumus, deja, gana dažnai problemos sprendimas apsiriboja jos dalių analize ir darbu. Tam tikrų problemos aspektų analizė, kenkiant holistiniam požiūriui, yra susijusi su kairiojo smegenų pusrutulio veikla. Šis procesas yra linijinio pobūdžio, loginė diagrama atrodo maždaug taip: „Jei A, tai B“.
Deja, kuo toliau eini šiuo keliu, tuo sunkiau tau darosi priimti bet kokio kito, nelinijinio mąstymo pagrįstumą. Linijinio mąstymo privalumas yra tas, kad jo pagrindu galima kurti algoritmus, naudojamus kuriant įvairius metodus ir sistemas. Tokio mąstymo trūkumas yra tas, kad jo pagalba neįmanoma išspręsti problemų, kurių bejėgės išspręsti įvairios logiškai sukonstruotos „sistemos“ ir kompiuterinės programos. Tokios problemos yra pernelyg sudėtingos ir labai priklauso nuo „žmogiškojo“ faktoriaus.
Entalpija (H) yra būsenos funkcija, kurios prieaugis lygus šilumai, kurią sistema gauna izobariniame procese.
Termodinaminis darbas ir šilumos kiekis nėra būsenos funkcijos, nes jų reikšmę lemia proceso, dėl kurio sistema pakeitė savo būseną, tipas.
Vidinė kūno energija gali keistis tik dėl jo sąveikos su kitais kūnais. Yra du būdai pakeisti vidinę energiją: šilumos perdavimas ir mechaninis darbas (pavyzdžiui, kaitinimas trinties ar suspaudimo metu, aušinimas plėtimosi metu).
Šilumos perdavimas – tai vidinės energijos pasikeitimas neatliekant darbo: energija iš labiau įkaitintų kūnų perduodama mažiau įkaitusiems. Šilumos perdavimas yra trijų tipų: šilumos laidumas (tiesioginis energijos mainas tarp chaotiškai judančių sąveikaujančių kūnų dalelių ar to paties kūno dalių); konvekcija (energijos perdavimas skysčių ar dujų srautais) ir spinduliuotė (energijos perdavimas elektromagnetinėmis bangomis). Perduodamos energijos matas šilumos perdavimo metu yra šilumos kiekis (Q)
Darbas (W) – viena iš termodinaminės sistemos (fizinio kūno) energijos mainų (kartu su šiluma) su aplinkiniais kūnais formų; kiekybinės energijos virsmo fizikiniuose procesuose charakteristikos priklauso nuo proceso tipo; Sistemos darbas teigiamas, jei išduoda energiją, ir neigiamas, jei gauna.
Termodinaminių sistemų tipai:
1. Izoliuota sistema – tai sistema, kuri su aplinka nesikeičia nei medžiaga, nei energija (∆m=0, ∆E=0)
2. Uždara sistema – tai sistema, kuri nesikeičia medžiaga su aplinka, bet gali keistis energija (∆m=0, ∆E≠0)
3. Atvira sistema – tai sistema, galinti keistis ir medžiaga, ir energija su aplinka (∆m≠0, ∆E≠0) – pavyzdys: gyva ląstelė
Sistemos perėjimas iš vienos būsenos į kitą vadinamas procesu.
Termodinaminių procesų tipai:
· izobarinis, p =konst; pavyzdžiui, kaitinti smėlį, vandenį ar akmenis veikiant saulės spinduliams;
· izochorinis, V =konst, pavyzdžiui, rūgpienis stikliniame butelyje;
· izoterminis, T =konst, pavyzdžiui, pripūsti balioną;
· adiabatinis, kai nėra šilumos išsiskyrimo ar įsisavinimo, t.y. Δ K=0, pavyzdžiui, oro masių šildymas ir vėsinimas.
Standartinė būklė- termochemijoje medžiagos būsena, kurioje ji randama esant 298,15 K temperatūrai ir 101,325 kPa (760 mm Hg) slėgiui
2. Pirmasis termodinamikos dėsnis. Entalpija. Standartinė medžiagos susidarymo entalpija, standartinė medžiagos degimo entalpija. Standartinė reakcijos entalpija. Heso dėsnis. Pirmojo termodinamikos dėsnio taikymas biologinėms sistemoms.
Pirmasis termodinamikos dėsnis suteikia griežtą kiekybinį pagrindą įvairių sistemų energijai analizuoti. Norint jį suformuluoti, būtina įvesti šias sąvokas:
Pagal sąlyga suprasti sistemos savybių rinkinį, leidžiantį apibrėžti sistemą termodinamikos požiūriu.
Sistemos būsena vadinama pusiausvyra, jei visos savybės išlieka pastovios savavališkai ilgą laiką ir sistemoje nėra medžiagų ir energijos srautų.
Jei sistemos savybės laike pastovios, bet yra medžiagos ir energijos srautai, vadinama būsena stacionarus.
Jei laikui bėgant keičiasi sistemos savybės, vadinama būsena pereinamasis.
Sistemos vidinės energijos pokytis ∆E atsiranda dėl darbo W, kuris atliekamas sistemos sąveikos su aplinka metu, ir šilumos Q perdavimo tarp aplinkos ir sistemos. Ryšys tarp šių dydžių sudaro 1-ojo termodinamikos dėsnio turinį:
Sistemos vidinės energijos prieaugis ∆E tam tikrame procese yra lygus sistemos gaunamai šilumai Q, plius darbui W, atliktam sistemoje šiame procese: ∆E=Q+W (visi dydžiai matuojami džauliai)
Entalpija – būsenos funkcija, kurios prieaugis lygus šilumai, kurią sistema gauna izobariniame procese (H=E+pV, čia p – slėgis, o V – sistemos tūris). Entalpijos pokytis (arba cheminės reakcijos terminis poveikis) nepriklauso nuo proceso eigos, jį lemia tik pradinė ir galutinė sistemos būsena. Jei sistema kažkokiu būdu grįžta į pradinę būseną (žiedinis procesas), tai bet kurio jos parametro pokytis, kuris yra būsenos funkcija, yra lygus nuliui, taigi Δ H = 0
Junginio A susidarymo entalpija – tai sistemos ∆H A entalpijos pokytis, lydimas 1 molio junginio A susidarymo iš paprastų medžiagų.
Standartinė degimo entalpija - Δ H hor o, vieno molio medžiagos degimo reakcijos deguonyje terminis efektas iki aukščiausios oksidacijos laipsnio oksidų susidarymo. Laikoma, kad nedegių medžiagų degimo šiluma lygi nuliui.
