Kādas ir termodinamiskās īpašības?

Termodinamiskās īpašības attiecas uz parametriem, ar kuriem zinātnieki un inženieri analizē noteiktu reģionu, ko sauc par fizisko sistēmu, piemēram, dzinēju vai dabas objektu. Paliekot nemainīgs visā sistēmā, tādas lietas kā temperatūra un spiediens sniedz informāciju par to, kā kaut kas izmanto enerģiju un veic darbu. Šīs īpašības tiek izmantotas, lai noteiktu jautājumus, piemēram, cik daudz darba var veikt konkrēta iekārta vai enerģijas daudzums, kas nepieciešams, lai paātrinātu ķīmisko reakciju rūpniecībā. Tos var izmantot, lai klasificētu sistēmu kā atvērtu vai slēgtu atkarībā no tā, vai gan matērija, gan enerģija var ieplūst tajā un ārā no tās.

Siltums, kas jāievada sistēmā, un darbs, kas ar to jādara, lai palielinātu tās iekšējo enerģiju, ir termodinamiskās īpašības. Enerģiju var pārnest ar siltumu starp objektiem ar dažādu temperatūru. Spontāna siltuma pārnese notiek, kad siltums pārvietojas no ķermeņa ar augstāku temperatūru uz vēsāku objektu, savukārt pretējā kustība prasa darbu. Brīvā enerģija mēra, cik lielu daļu termodinamiskās sistēmas enerģijas var izmantot darba veikšanai, savukārt entropija mēra zaudētās, izšķērdētās vai citādi neizmantotās enerģijas daudzumu.

Termodinamiskā temperatūra ir svarīga īpašība, jo tā ļauj zinātniekiem un inženieriem aprēķināt objekta absolūto temperatūru. Tas ir sistēmas siltuma zudumu un absorbcijas mērs, kas kopā atspoguļo tajā notiekošo enerģijas apmaiņu. Tā kā termodinamika ir zinātnes nozare, kas nodarbojas ar enerģijas apmaiņu un pārveidošanu, šī īpašība ir būtiska, lai aprakstītu sistēmas stāvokli. Tiek uzskatīts, ka tādas īpašības kā temperatūra ir intensīvas, jo tās nav atkarīgas no konkrētās sistēmas izmēra, atšķirībā no tilpuma vai spiediena, kas mainās atkarībā no objekta izmēra.

Inženieri un ķīmiķi izmanto termodinamiskās īpašības, lai izveidotu dzinējus un plānotu ķīmiskās reakcijas, kas maksimāli efektīvi izmanto siltumenerģiju. Termodinamiskie principi daļēji tika atklāti industriālās revolūcijas laikā, cenšoties izveidot efektīvākas mašīnas, īpaši ar tvaiku darbināmās tekstilrūpnīcās. Šis agrīnais uzsvars uz termodinamisko īpašību lietišķo zinātnisko izmantošanu noveda pie daudziem praktiskiem atklājumiem. Šīs informācijas praktiskās vērtības piemērs ir atrodams siltummaiņu, piemēram, automašīnu radiatoru, konstrukcijā, kas nodrošina siltumenerģijas pārnesi no viena objekta uz otru.