Ιστορία και εξέλιξη
Η ιδέα για τη χρήση της θερμότητας για τη μετάδοση κίνησης υπάρχει από την αρχαιότητα, εντούτοις οι θερμικές μηχανές εκείνης της περιόδου δεν είχαν πρακτική χρήση. Η πρώτη θερμική μηχανή είναι ο αιολικός κινητήρας του Ήρωνα. Ο Ήρωνας περιγράφει και ένα σύστημα που έκλεινε τις πόρτες ενός ναού με χρήση της θερμότητας από τη φωτιά που άναβε το βωμό του ναού. Το μοντέρνο ενδιαφέρον για τη θερμοδυναμική σαν επιστήμη ξεκινά με την κατασκευή του πρώτου κινητήρα ατμού από τον Τόμας Σέιβερι (Thomas Savery) το 1697 και τον Τόμας Νιουκόμεν (Thomas Newcomen) στην Αγγλία το 1712. Έκτοτε, η ιστορία της θερμοδυναμικής είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με την εικόνα που είχε ο άνθρωπος για τη θερμότητα. Αρχικά υπήρχε η αντίληψη ότι η θερμότητα ήταν ένα είδος ρευστού, και η θέρμανση ενός σώματος δεν ήταν παρά η μεταφορά αυτού του ρευστού από το ένα σώμα στο άλλο. Εντούτοις, αυτή η αντίληψη δεν απέτρεψε τον Σαντί Καρνό (Sadi Carnot), τον " πατέρα της θερμοδυναμικής" να αντιληφθεί τους φυσικούς περιορισμούς της μετατροπής αυτού του "θερμικού ρευστού" σε έργο, και να διατυπώσει, μόλις το 1824, αυτό που σήμερα αποκαλούμε δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής. Θα έπρεπε να περάσουν άλλα 18 χρόνια μέχρι να ανακαλύψει ο R. J. Mayer την ισοδυναμία έργου και θερμότητας, και να διατυπώσει την αρχή διατήρησης της ενέργειας. Ο όρος θερμοδυναμική χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά το 1849 από τον λόρδο Κέλβιν, ενώ το πρώτο σύγγραμμα πάνω στο αντικείμενο γράφτηκε το 1859 από τον καθηγητή Ουίλιαμ Ράνκιν (William Rankine).Η θερμοδυναμική είναι η μελέτη της μετατροπής ενέργειας από μηχανική ενέργεια -έργο- σε θερμότητα και αντίστροφα, μέσα από τη μελέτη θερμικών διεργασιών. Με τον όρο διεργασία εννοούμε την μετάβαση από τη μια κατάσταση ενός συστήματος σε μια άλλη. Η θερμοδυναμική ασχολείται μόνο με μακροσκοπική απόκριση των συστημάτων που την αποτελούν, την οποία και μπορούμε να υπολογίσουμε πειραματικά. Η θερμοδυναμική σήμερα αποτελεί έναν βασικό κλάδο φυσικής, και διδάσκεται σαν προπτυχιακό μάθημα σε μηχανικούς σε όλο τον κόσμο.
Η επιστήμη της θερμοδυναμικής έχει τη βάση της σε 3 θεμελιώδεις νόμους. Μέσα από τους νόμους εισάγονται δύο κεντρικές της έννοιες, η ενέργεια και η εντροπία. Κεντρικές στη μελέτη της θερμοδυναμικής είναι οι έννοιες του συστήματος και του περιβάλλοντος. Αν και η συστηματική μελέτη της θερμοδυναμικής ξεκίνησε από την κατασκευή των πρώτων κινητήρων στα τέλη του 17ου αιώνα, σήμερα έχει αποκτήσει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών σε άλλες επιστήμες πλην της μηχανικής και των εφαρμογών της όπως η χημεία, η βιολογία και η επιστήμη υλικών.
Θεωρία.
https://www.dropbox.com/s/nab1hwpt1kjtgjo/FBL_Thermodynamikh.pps?dl=0
Μεθοδολογία και προβλήματα θερμοδυναμικής.
https://www.dropbox.com/s/g8bq8r92gaj2w5s/Methodologia_Provlimata_Thermodinamiki.pdf?dl=0
Προβλήματα: Αντιστρεπτές μεταβολές και πρώτος θερμοδυναμικός νόμος.
Προβλήματα: Θερμικές μηχανές και δεύτερος θερμοδυναμικός νόμος.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου