Tehnička termodinamika - Kemijsko-tehnološki fakultet

TEHNIČKA TERMODINAMIKA _____________________________________________
Neovisno o R. Clausiusu, gotovo istovremeno uspjelo je W. Thomsonu
(lord Kelvin) postaviti druge formulacije II. glavnog zakona termodinamike.
Poznat je njegov zakon o rasipanju ili obezvrjeđenju energije, po kojem se kod
svih prirodnih procesa količina energije, koja može vršiti rad, smanjuje. Već
1848. godine, W. Thomson je spoznao da iz Carnotovih razmatranja, dakle iz II.
glavnog zakona, nužno slijedi postojanje jedne univerzalne temperaturne skale
koja je neovisna o svojstvima pojedinih toplomjera.
W. Thompson (1824. do 1907.), od 1892. godine lord Kelvin, bio je
profesor teorijske fizike na Sveučilištu u Glasgowu. Pored termodinamičkih
istraživanja, bavio se je i elektrotehničkim problemima. Konstruirao je veliki
broj aparata za fizikalna mjerenja.
Spomenuli smo samo neke od znanstvenika čiji je udio bio bitan u razvoju
termodinamike kao znanosti. Osim njih u njenom razvoju, a posebno u
primjeni termodinamičkih zakonitosti u tehničkim procesima sudjelovali su i
mnogi drugi znanstvenici.
Pojam entropije, kojeg je uveo R. Clausius, predstavljao je novu fizikalnu
veličinu koja je omogućila da se iz II. glavnog zakona termodinamike izvedu
novi zakoni, koji općenito vrijede, a odnose se na ponašanje i svojstva materije.
Kada su ova istraživanja proširena i na smjese, kemijske reakcije i elektrokemijske
procese, nastala je krajem 19. stoljeća nova znanost – fizikalna kemija.
Riječ “termodinamika” znači gibanje topline. Po tome bi se moglo pomisliti
da termodinamika proučava, prije svega, toplinsku izmjenu među tijelima,
ali nije tako. Njen zadatak je istraživati svojstva realnih tijela u stanju ravnoteže
te procese koji se na tim tijelima vrše uslijed vanjskih utjecaja. Predmet
proučavanja su zapravo stanja tvari.
1.2. STANJA TVARI
Promatranjem okolnog svijeta zapažamo da u njemu do izražaja dolaze
dvije tendencije. Jedna od njih nastoji da materiju što više rasprši, a druga da je
što više skupi. Posljedica prve tendencije je velika ispremiješanost materije
(velika raspršenost pojedinih elemenata) i golema svemirska rasprostranjenost.
Djelovanje druge tendencije očituje se u privlačnim silama koje vladaju u
mikro-svijetu (nuklearne sile u jezgri atoma, električne sile između jezgre i
elektrona) i u makro-svijetu kao što je gravitacijska sila u Svemiru. Stoga
možemo zamisliti da postoje i takva stanja kod kojih prevladava jedna od ovih
tendencija. Dolazimo do idealnog plinskog stanja, gdje nema utjecaja privlačnih
sila među molekulama, pa među njima vlada potpuni nered, i do idealnog
20