Obiectul termodinamicii
Termodinamica studiaza
legile de transformare a energiei in diverse forme precum si
proprietatile substantelor implicate in aceste
transformari.
Legile sau principiile termodinamicii sunt de fapt
restrictii pe care le impune natura in desfasurarea proceselor
termice. Exprimarea acestor principii necesita utilizarea unor termeni
specifici, cum ar fi cel amintit anterior, energia. Cuvant de origine
greaca avand semnificatia de forta in actiune, energia
este definita adesea ca fiind capacitatea de a produce lucru mecanic.
Pentru a-i conferi acestei ultime definitii un caracter mai general,
lucrul mecanic trebuie privit intr-un sens mai larg. Astfel, pentru a ridica un
obiect la o anumita inaltime sau pentru a-i imprima o anumita
viteza de deplasare este nevoie de lucru mecanic; in timpul
vaporizarii, pentru invingerea fortelor de coeziune dintre moleculele
lichidului, e nevoie de lucru mecanic; eliberarea electronilor de
valenta de sub influenta
fortelor de atractie atunci cand un solid este incalzit,
necesita, de asemenea, un consum de lucru mecanic. O definitie
generala a lucrului mecanic aplicabila si proceselor in care
sunt implicate energie electrica si energie magnetica este cea
propusa de Hatsopoulos si Keenan: Lucrul mecanic este o interactiune intre doua sisteme astfel
ca ceea ce se produce in fiecare sistem pe frontiera de interactiune
poate fi repetat, in timp ce singurul efect exterior fiecarui sistem este
modificarea pozitiei pe verticala a unei greutati.
Termodinamica a aparut din necesitatea de a
gasi o teorie care sa indice caile de perfectionare a
functionarii masinilor termice. Primele masini cu abur au aparut la sfarsitul
secolului al XVIII-lea (1784- James Watts), dar studiile teoretice referitoare
la functionarea lor s-au conturat mult mai tarziu. De-abia in 1824 Sadi
Carnot a precizat cat din caldura consumata de o masina
termica se poate transforma in lucru mecanic util. Daca initial
termodinamica a aparut ca o necesitate a cunoasterii legilor de
transformare a caldurii in lucru
mecanic, metodele acestei stiinte au depasit aceste limite,
gasind o larga aplicare in fizica, chimie, biologie, ecologie..
Termotehnica este o ramura a termodinamicii care
studiaza procesele ce au loc in masini si instalatii termice,
procese in care schimbul de energie intre corpuri se realizeaza sub
forma de caldura si lucru mecanic. Metoda de studiu
abordata in cadrul acestei lucrari este cea fenomenologica care porneste de la analiza proceselor din
punct de vedere macroscopic, la scara lumii noastre. Sunt cercetate
proprietatile de ansamblu ale sistemelor, fara a considera
structura discreta, microscopica a materiei.