حل تمرین ۷ فصل ۴ کتاب ترمودینامیک تعادلی ادکینز

ترمودینامیک تعادلی، حل تمرین ۷ فصل ۴ کتاب ادکینز

کتاب “ترمودینامیک تعادلی” سی- جی- ادکینز، (C.J. Adkins) استاد فیزیک دانشگاه کمبریج، برای اولین بار در سال ۱۹۸۳ به رشته تحریر درآورده شد. ترمودینامیک تعادلی (Equilibrium thermodynamics)  شاخه ای از علم ترمودینامیک است که به بررسی پدیده های ترمودینامیکی در سیستم هایی که در آن تعادل ترمودینامیکی برقرار است می پردازد. تعادل ترمودینامیکی، به حالتی گفته می‌شود که در آن، سیستم در حالت تعادل مکانیکی، تعادل شیمیایی و تعادل گرمایی باشد.

وقتی که مختصات ترمودینامیکی یک سیستم به هر طریقی، چه خود به خود و چه به سبب عوامل خارجی تغییر کنند، گفته   می‌شود که سیستم تغییر حالت داده است. هنگامی که حالت یک جسم تغییر می‌کند، معمولاً برهم‌کنش‌هایی بین سیستم و محیط آن رخ می‌دهد. هنگامی که شرایط برای هر سه نوع تعادل مکانیکی، شیمیایی و گرمایی برقرار باشند، اصطلاحاً گفته می‌شود که سیستم در حالت تعادل ترمودینامیکی است. تحت این شرایط هیچ‌گونه تمایلی برای تغییر حالت، نه در سیستم و نه در محیط آن، وجود ندارد.

در این كتاب به مباحثی مثل آنتروپی، قانون دوم به بیان كارتئودوری، پتانسیلهای ترمودینامیكی، كاربرد ترمودینامیك در بعضی تغییرهای برگشت‌ناپذیر، تغییر فاز، و سیستمهای چند جزئی پرداخته شده است.

در این فیلم آموزشی حل تمرین ۷ فصل ۴ کتاب ادکینز ارائه می شود.

صورت سوال: برای تامین آب ۱۰۰ درجه در یک خانه، از الکتریسیته استفاده می­شود. دمای آب ورودی به آب گرم کن ۱۰ درجه سانتی­گراد می­باشد که دمای آن توسط گرم کن غوطه ور، و یا با استفاده از یک پمپ گرمایی ایده­آل که گرما را از محیط اطراف جذب می­کند، تامین می­گردد. توان مصرفی را در حالات زیر مقایسه کنید:

الف: از گرم کن غوطه­ور، جهت گرم کردن آب استفاده شده باشد

       ب: از پمپ گرمایی جهت تولید گرما برای گرم کردن آب تا ۱۰۰ درجه سانتی­گراد، استفاده شود

ج: پمپ گرمایی مقدار ثابتی آب را از ۱۰ درجه تا ۱۰۰ درجه سانتی­گراد گرم کرده و در صورت لزوم به تانکر آب اضافه می­کند

منابع:

[۱] کتاب ترمودینامیک تعادلی ادکینز

[۲] صفحه ترمودینامیک تعادلی در ویکی پدیا

[۳] صفحه  تعادل ترمودینامیکی در ویکی پدیا

دانلود ویدیو

دانلود جواب تمرین

(۶۰۷)