วันอังคาร, 30 ธันวาคม 2557 04:43 by chem02

ระบบอุณหพลศาสตร์ (Thermodynamics system) คือส่วนหนึ่งของจักรวาลที่เรากำลังพิจารณาอยู่ โดยเราจะต้องกำหนดขอบเขตของระบบ (ไม่ว่าจะเป็นขอบเขตจริงหรือขอบเขตในจินตนาการ) ให้ชัดเจน ส่วนอื่น ๆ ของจักรวาลที่ไม่อยู่ในระบบเรียกว่า สิ่งแวดล้อม ระบบอุณหพลศาสตร์ที่สำคัญมี 3 ประเภท คือ

  • ระบบอิสระ (isolated systems) คือ ระบบที่ปิดกั้นตัวเองจากสิ่งแวดล้อมโดยสมบูรณ์ มวลหรือพลังงานภายนอกไม่สามารถเข้ามาในระบบได้
  • ระบบปิด (closed systems) คือ ระบบที่อนุญาตให้พลังงานถ่ายเทผ่านเข้าหรือออกระบบได้ แต่ไม่อนุญาตให้มวลเข้ามาในระบบ (มวลโดยรวมของระบบคงที่ตลอดเวลา) ในการวิเคราะห์กระบวนการทางอุณหพลศาสตร์ เรานิยามพลังงานที่เข้าออกจากระบบให้มีสองประเภทคือ พลังงานความร้อน (พลังงานที่เกิดจากความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิของระบบกับอุณหภูมิของสิ่งแวดล้อม) และ พลังงานอื่น (เช่น พลังงานที่เกิดจากงานทางกลศาสตร์)
  • ระบบเปิด (open systems) คือ ระบบที่อนุญาตให้ทั้งมวลและพลังงานเข้าออกจากระบบได้ หนังสือบางเล่มกำหนดว่าระบบเปิดจะต้องนิยามให้ปริมาตรคงที่ (fixed volume)

อนึ่ง กฎต่าง ๆ ในอุณหพลศาสตร์จะมีความหมายก็ต่อเมื่อผู้ใช้นิยามระบบอุณหพลศาสตร์อย่างชัดเจนแล้วเท่านั้น เมื่อระบบอยู่ในสภาวะสมดุลในทุก ๆ ด้าน (มดุลทางกลศาสตร์, สมดุลทางอุณหภูมิ, มดุลทางเคมี, ฯลฯ) เราจะกล่าวว่า ระบบอยู่ในสถานะที่แน่นอน การวิเคราะห์กระบวนการทางอุณหพลศาสตร์จะวิเคราะห์ได้ก็ต่อเมื่อทุก ๆ ขั้นตอนในกระบวนการสามารถประมาณได้ว่าอยู่ในสภาวะสมดุลเท่านั้น โดยเรียกสภาวะที่พอจะอนุโลมว่าสมดุลได้ว่าสภาวะกึ่งสมดุล(quasi-equilibrium) คุณสมบัติต่าง ๆ ของระบบสามารถอธิบายได้ด้วยสมการของระบบซึ่งระบุถึงความสัมพันธ์ของตัวแปรในระบบ ตัวแปรในระบบอุณหพลศาสตร์ที่สำคัญ คือ ความดัน ปริมาตร อุณหภูมิพลังงานภายใน เอนโทรปี เอนธาลปี พลังงานเสรีของกิ๊บส์ และพลังงานเสรีของเฮมโฮลทซ์ เป็นต้น


ระบบ ขอบเขต และสิ่งแวดล้อม ของอุณหพลศาสตร์

 


ระบบทางอุณหพลศาสตร์ ( Thermodynamic System )
ระบบของอุณหพลศาสตร์จะแยกออกจากสิ่งแวดล้อมโดยผิวขอบเขต พิจารณาระบบทางอุณหพลศาสตร์ จะกำหนดโดยมวลของระบบ ซึ่งมีผลต่อการวิเคราะห์ทางอุณหพลศาสตร์ ดังนั้นระบบที่มีมวลสารที่อยู่กับที่ ซึ่งวาสำคัญในการวิเคราะห์ทางอุณหพลศาสตร์ก็คือ การพิจารณาเลือกขอบเขตของระบบ ในการดำเนินกระบวนการสามารถเลือกขอบเขตของระบบให้เหมาะสม โดยการกำหนดขอบเขตของระบบต้องให้เข้ากับมวลและมีขนาดใหญ่เพียงพอกับการวิเคราะห์เชิงมหาภาค ในหลายกรณี ที่มีการกำหนดขอบเขตของระบบที่สามารถเห็นปรากฏการณ์ที่ชัดเจน รูปร่างของขอบเขตของระบบสามารถแสดงได้ดังรูป 2.1


ความเป็นขั้นตอนมีความสำคัญมากในการวิเคราะห์ การไหลของของไหลผ่านระบบใดๆ จะมีมวลไหลเกิดขึ้นในระบบทางเทอร์โมไดนามิกส์ ซึ่งจะทำให้การวิเคราะห์และการประยุกต์ยากยิ่งขึ้น การวิเคราะห์จะต้องกำหนดขอบเขตในที่ว่าง ขอบเขตนี้สามารถแสดงในรูป 2.2 ซึ่งเรียกว่าปริมาตรควบคุม (Control Volume)

 

วันอังคาร, 30 ธันวาคม 2557 03:13 by chem02
วันอังคาร, 30 ธันวาคม 2557 03:10 by chem02
วันอังคาร, 30 ธันวาคม 2557 03:00 by chem02
วันอังคาร, 30 ธันวาคม 2557 02:43 by chem02

link วิทยาศาสตร์

รวม link ที่น่าสนใจทั้งในและต่างประเทศ เพื่อค้นคว้าหาข้อมูลที่ต้องการทางด้านวิทยาศาสตร์

ดูลิงค์ทั้งหมด

link คณิตศาสตร์

รวม link ที่น่าสนใจทั้งในและต่างประเทศ เพื่อค้นคว้าหาข้อมูลที่ต้องการทางด้านคณิตศาสตร์

ดูลิงค์ทั้งหมด
UNESCO Bangkok

ICT in Education newsletter

SEAMEO Congress

Programme with Presentations

Black Ribbon