ديناميكا حرارية

ديناميكا حرارية[عدل]
[size=12][ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]


[/size]

الديناميكا الحرارية

فروع الديناميكا الحرارية

ترموديناميكا الغلاف الجوي | ترموديناميكا بيولوجية | ترموديناميك الثقب الأسود | ترموديناميك كيميائي | ترموديناميك كلاسيكي |توازن ترموديناميكي | ترموديناميك اللاتوازن | ترموديناميك الظاهراتي | ديناميكا لونية كمية | ترموديناميكا إحصائية

قوانين الديناميكا الحرارية

القانون الصفري | القانون الأول | القانون الثاني | القانون الثالث معادلات ديناميكية حرارية

العمليات الديناميكية الحرارية

عملية متساوية الضغط | عملية متساوية الحرارة | عملية كظومة (أديباتية) | عملية متساوية الأنتالبية

مصطلحات

نظام دينامي حراري | حالة نظام ديناميكي | نظام مغلق | نظام مفتوح | نظام معزول | دورة حركة حرارية| دورة كارنو | دورة أوتو |دورة ديزل |دورة رانكن |تفاضل تام

خواص ترموديناميكية للسوائل

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] درجة الحرارة [K] [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] الكثافة الحجمية [kg/m3] [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] الحرارة النوعية عند ضغط ثابت [J/kg·K] [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] الحرارة النوعية عند حجم ثابت [J/kg·K] [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] اللزوجة الحركية [N/m²s] [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] اللزوجة الكيناماتية [m²/s] [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] الإيصالية الحرارية [W/m·K] [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] الانتشار الحراري [m²/s] [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] معامل تمدد حراري [K-1] [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] الإنتالبية [J/kg] [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] الإنتروبية [J/kg·K] [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] طاقة جيبس الحرة [J/kg]

[size][rtl]

الديناميكا الحرارية أو التحريك الحراري أو الثرموديناميك (باللاتينية: Thermodynamica) هو أحد فروع الميكانيكا الإحصائية الذي يدرس خواص انتقال الشكل الحراري للطاقة وتحولاته إلى أوجه أخرى منها، مثل تحول الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية مثلما في محرك احتراق داخلي والآلة البخارية ، أو تحول الطاقة الحرارية إلى طاقة كهربائية مثلما في محطات القوى , وتحول الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية كما في توليد الكهرباء من السدود والأنهار.
وقد تطورت أساسيات علم الترموديناميكا بدراسة تغيرات الحجم والضغط ودرجة الحرارة في الآلة البخارية. معظم هذه الدراسات تعتمد على فكرة أن أينظام معزول في أي مكان من الكون يحتوي على كمية فيزيائية قابلة للقياس تسمى الطاقة الداخلية للنظام ويرمز لها بالرمز (U). وتمثل هذه الطاقة الداخلية مجموع الطاقة الكامنة والطاقة الحركية للذرات والجزيئات ضمن النظام، أي جميع الأنماط التي يمكن أن تنتقل مباشرة كالحرارة، كما تنتميالطاقة الكيميائية (المختزنة في الروابط الكيميائية) أ الطاقة النووية (الموجودة في نوى الذرات) إلى الطاقة الداخلية لنظام.
بدأت دراسات الحركة الحرارية مع اختراع الآلة البخارية وترتب عليها قوانين كثيرة تسري أيضا على جميع أنواع الآلات ، وبصفة خاصة تلك التي تحول الطاقة الحرارية إلى شغل ميكانيكي مثل جميع أنواع المحركات أو عند تحول الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية مثلا أو العكس.
نفرق في الترموديناميكا بين "نظام مفتوح " و"نظام مغلق " و" نظام معزول". في النظام المفتوح تعبر مواد حدود النظام إلى الوسط المحيط ، بعكس النظام المغلق فلا يحدث تبادل للمادة بين النظام والوسط المحيط. وفي النظام المعزول فلا يحدث بالإضافة إلى ذلك تبادل للطاقة بين النظام المعزول والوسط المحيط ، وطبقا لقانون بقاء الطاقة يبقي مجموع الطاقات الموجودة فيه (طاقة حرارية ، وطاقة كيميائية ، وطاقة حركة ، وطاقة مغناطيسية ، و،إلخ) تبقي مجموعها ثابتا.
[/rtl][/size][size][rtl]
توضح لنا الديناميكا الحرارية اعتماد الحرارة والشغل الميكانيكي عند حدود النظام على دوال الحالة التي تصف حالة النظام. ومن دوال الحالة التي تصف النظام نجد : درجة الحرارة ;T ، والضغط p ، وكثافة الجسيمات n ، والجهد الكيميائي μ وهذه تسمى "خواص مكثفة" ، وصفات أخرى مثل الطاقة الداخلية U وإنتروبيا S , والحجم V وعدد الجسيمات N ، وقد جرى العرف على تسميتها كميات شمولية. الفرق بين الكميات المكثفة والكميات الشمولية ينحصر في كون الدوال المكثفة لا تتغير بتضخيم النظام (إضافة جزء جديد) مثل الكثافة والحرارة النوعية ، أما الدوال الشمولية أو الكميات الشمولية فهي تزداد بتضخيم النظام مثل عدد الجسيمات ، والطاقة الداخلية (المحتوي الحراري في النظام).

[/rtl][/size]

1أصل الكلمة

2تمهيد

3التاريخ

4تطور الديناميكا الحرارية وفروعها



• 4.1ترموديناميكا كلاسيكية
  
• 4.2ترموديناميكا إحصائية
  
• 4.3ترموديناميكا كيميائية
  



5المفاهيم الأساسية



• 5.1النظام الديناميكي الحراري
  
• 5.2كمية الحرارة
  
• 5.3درجة الحرارة
  
• 5.4الحرارة النوعية
  
• 5.5السعة الحرارية
  
• 5.6القانون الأساسي في الديناميكا الحرارية
  



6قوانين الديناميكا الحرارية الأربعة



• 6.1القانون الصفري للديناميكا الحرارية
  
• 6.2القانون الأول للديناميكا الحرارية
  
• 6.3توازن الطاقة في الدورات الحرارية
  
• 6.4القانون الثاني للديناميكا الحرارية
  
• 6.5القانون الثالث للديناميكا الحرارية
  



7الكمونات الدينامية الحرارية

8العمليات الدينامية الحرارية



• 8.1انواع عمليات الحركة الحرارية
  



9الخصائص الحرارية



• 9.1المعادلة الحرارية
  
• 9.2معادلة فان دير فالس
  



10حساب الطاقة في الترموديناميكا

11أنواع تغير الحالة

12متغيرات مترافقة

13اقرأ أيضا

14مراجع

[size][rtl]

أصل الكلمة[عدل]

المصطلح في اللغات الأوروبية (باللاتينية: Thermodynamica) مأخوذ من الأصول اليونانية θέρμη أي حرارة وδύναμις أي طاقة، وتترجم إلى الديناميكا الحرارية.

تمهيد[عدل]

[/rtl][/size][size][rtl]
في أواخر القرن الثامن عشر ظهر علم الديناميكا الحرارية كعلم بدرس تحول الطاقة الحرارية إلى عمل ميكانيكي، واستنادا إلى ذلك وضعت الأسس النظرية لعمل الآلات الحرارية. غير أن التطور المستمر في المحركات الحرارية أعطى علم الديناميكا الحرارية أهمية كبيرة تخطت حدود الهندسة الحرارية لتلقى استخداما واسعا في فروع مختلفة من العلوم الأساسية كالفيزياء والكيمياء ، وتقنية الطاقة وتقنية المحركات على اختلاف أنواعها وتقنية البطاريات . والديناميكا الحرارية الحديثة هو العلم الذي يتطرق إلى دراسة قوانين التحولات المتبادلة لمختلف أشكال الطاقة، كما ويعالج العمليات أو الظواهر التي تحدث في الطبيعة من خلال تحول الطاقة من شكل إلى آخر. وتختلف الديناميكا الحرارية عن الفيزياء والكيمياء بأنها لا تستند إلى أي نموذج لبناء المادة، كما لا ترتبط بأي تصور عن البنية الجزيئية لهذه المادة، ولكنه يعتمد على القوانين التي تم التوصل إليها تجريبيا.^[1]
وعلم الديناميكا الحرارية يرتكز على ثلاث قوانين تجريبية ومعادلة الحالة^[1]:
[/rtl][/size]

• القانون الأول للديناميكا الحرارية، ، أو قانون انحفاظ الطاقة.
  
• القانون الثاني للديناميكا الحرارية وهو يبين اتجاه سير ظواهر طبيعية تحدث في الطبيعة ، مثل انتقال الحرارة من الجسم الساخن إلى البارد.
  
• القانون الثالث للديناميكا الحرارية وهو يؤكد عدم بلوغ الصفر المطلق لدرجة الحرارة.
  

[size][rtl]
وتعطي الديناميكا الحرارية وصفا شاملا للعمليات والظواهر التي تحدث في الطبيعة بصفة عامة ، وتفسر لنا التفاعلات الكيميائية وكذلك في مجال الصناعة وإنتاج البخار وخواص الغازات.^[1]
يهتم علم الديناميكا الحرارية -كما يدل الاسم- بالحرارة أو الطاقة الحرارية بالدرجة الأولى وبكل الظواهر التي تظهر أو تتعلق بهذه الطاقة مثل عمليات انتقال الحرارةمن جسم لآخر أو كيفية تخزين هذه الطاقة أو توليدها. يقوم علم الديناميكا الحرارية على أربعة قوانين كبرى وهي القانون صفر (أو القانون الرابع) والقانون الأولوالقانون الثاني والقانون الثالث. إلى جانب ذلك وهو الأهم تدرس الديناميكا الحرارية علاقة الحرارة بالتحريك الميكانيكي ، مثلما ساعدنا في ذلك على اختراع الآلة البخارية ومحرك البنزين وطرق رفع كفاءتهم ، كما تدرس الديناميكا الحرارية العلاقة بين الحرارة و تفاعل كيميائي وتطبيقاتها تجمع بين اختراع البطاريات والمركمات ، وأخيرا علاقة الحرارة بالكهرباء حيث تساعدنا على توليد الطاقة الكهربائية من عدة وسائل مثل محطات تعمل بالفحم أو بالقوى المائية أوبالطاقة النووية . كل تلك التقنيات تعتمد على تطويرها بغرض رفع كفاءتها على علم الديناميكا الحرارية .[/rtl][/size]