Thermo

Artikkelin otsikko: "Termodynamiikan vaikutus tuotteiden valmistusprosessiin"

Termodynamiikka on yksi perustieteistä, joka tutkii energian säilymisen ja muutoksen lakeja erilaisten ilmiöiden prosessissa. Sillä on tärkeä rooli paitsi fysiikassa, myös muissa tieteissä ja

Thermo

Yksi mielenkiintoisimmista fysiikan ilmiöistä on lämmönsiirtoprosessin tutkiminen, jota kutsutaan myös lämmönsiirroksi. Tämä prosessi on tärkeä tutkimusalue, koska sillä on laajat sovellukset teollisuuden, tieteen ja teknologian eri aloilla. Tässä artikkelissa tarkastellaan termodynamiikan perusteita, jotka ovat tämän prosessin analyysin ja ohjauksen perusta.

Termodynamiikka tutkii peruslakeja, jotka ohjaavat energian jakautumista ja liikkumista suljetussa järjestelmässä. Sitä voidaan soveltaa monenlaisten lämmönsiirtoon liittyvien ongelmien ratkaisemiseen, kuten kahden kappaleen välisen lämmönsiirtonopeuden määrittämiseen, tarvittavan lämpömäärän laskemiseen järjestelmän lämmittämiseen tai jäähdyttämiseen jne.

Avainkäsite terminologiassa on lämpötila. Se on fyysisen kohteen hiukkasten keskimääräisen kineettisen energian mitta. Kun kappale joutuu kosketuksiin muiden esineiden kanssa, kunkin esineen liikkuvien hiukkasten kineettinen energia menettää yhteyden yhteen esineeseen ja siirtyy toiseen. Toisin sanoen joka kerta kun keho menettää energiaa vaihdon seurauksena toisen kehon kanssa, se jäähtyy ja energiaa vastaanottava keho lämpenee. Siten vaihdon tulos riippuu kunkin vuorovaikutuksessa olevan kappaleen alkulämpötilasta. Yksi termodynamiikan perussäännöistä on energian säilymisen laki, jonka mukaan energiaa ei voi luoda tai tuhota, vaan se voi vain muuttua muodosta toiseen. Tämä tarkoittaa, että koko kehon järjestelmän tai muun esineen on säilytettävä keskimääräinen kineettinen energiansa jatkuvasti. Termodynamiikassa on kaksi energianvaihtomenetelmää - lämmönjohtavuus ja konvektio. Ensimmäinen menetelmä liittyy energian siirtoon kosketuksessa kiinteiden kappaleiden kanssa. Esimerkiksi, jos henkilö ottaa metalliosan ja lämmittää sen, tämä energia yksinkertaisesti siirtyy osasta henkilölle näiden kappaleiden välisen rajapinnan kautta. Konvektiolla tarkoitetaan nesteen tai kaasun liikettä, joka tapahtuu lämpötila- ja painegradienttien seurauksena, joissa molekyylit ja atomit törmäävät ja vaihtavat energiaa. Tällaisten aineenvaihduntaprosessien seurauksena kehot voivat lämmetä tai jäähtyä siirretyn energian määrästä riippuen. Tällöin kohteen massa siirtyy aina ja joskus vaihtoon osallistuvien kappaleiden massa muuttuu. Esimerkiksi huoneen ilman lämpötilan muuttuessa sen tilavuus voi muuttua ja kaasun paineen muuttuessa astiasta voi vapautua kaasua. Tällaisten muutosten huomioon ottamiseksi termodynaamisissa malleissa on tarpeen käyttää kaasun paineen ja tilavuuden käsitettä. On myös tärkeää ymmärtää ihanteellisen kaasun paineen, tilavuuden ja lämpötilan välinen suhde. Entropian säilymislaki on toinen termodynamiikan peruskäsite, joka osoittaa, kuinka kaoottinen järjestelmä on tietyn ajan kuluttua. Entropia mittaa, kuinka paljon energiaa järjestelmä on menettänyt. Mitä hajaantuneempi energia järjestelmässä on, sitä suurempi on entropia. Huomaa kuitenkin, että järjestelmän entropia ei koskaan pienene tai kasva itsestään. Säilyvyyslaki sanoo, että se voi vain pienentyä tai pysyä vakiona