پرسش يك سوال ترموديناميكي

[alimec 23,102]

درود

مدتی است که یک سوال ذهن مرا به خود مشغول کرده و تا به حال به جز چند حدس که معلوم هم نیست درست باشد نتوانستم جواب آنرا پیدا کنم بنابراین این سوال را در اینجا مطرح می کنم تا شاید دوستان با دانشی که در سایت حضور دارند بتوانند به من در یافتن پاسخ آن کمک کنند؟

همه شما عزیزان بهتر از بنده می دانید که آب یکی از استثناهای طبیعت در انقباض و انبساط است یعنی آب در زیر 4 درجه سانتیگراد با گرم شدن منقبض و با سرد شدن منبسط می شود. حال سوال این است فرض کنید یک بطری شیشه ای را از آب پر می کنیم و در آن را بسته در معرض انجماد قرار می دهیم به احتمال فراوان بطری در اثر انجماد و در نتیجه انبساط آب خواهد شکست! مثال آشنای این پدیده ترکیدن لوله های آب در سرمای شدید زمستان بر اثر یخ بستن آب داخل آن است. حال فرض کنید آب درون بطری را به عنوان یک سیستم ترمودینامیکی در نظر بگیریم (جرم کنترل) در حین انجماد ما از این بطری گرما گرفته ایم در حالی آب برای ما کار انجام داده و شیشه بطری را شکسته است سوال من این است که چگونه می توان این پدیده را با قانون اول ترمودینامیک (یا همان اصل بقای انرژی) منطبق کرد؟ آیا این پدیده قانون اول ترمودینامیک را نقض میکند؟!! یا نکته نهفته دیگری دارد؟

با تشکر

[alimec 23,102]

به به..

[مجیدرحیمی 1,695]

سوالت ی جوریه یعنی درست درکش نمیکنم که بخوام جواب بدم بهت یکم باز میکنی منظورتو به چی میخوای برسی؟

[HaMiD.CFD 20,379]

خب من نظر شخصیم رو میگم

تا جایی که من یادمه کار زمانی صورت میگیره که مرز سیستم حرکت کنه،درسته؟آیا در حین این فرآیند مرز سیستم حرکت میکنه؟فقط انبساطی از جرم کنترل رو شاهد هستیم-و بر اثر انبساط آب هست که بطری میشکنه.

نمیدونم حالا درسته یا غلط ولی این به ذهنم رسید

[alimec 23,102]

سوالت ی جوریه یعنی درست درکش نمیکنم که بخوام جواب بدم بهت یکم باز میکنی منظورتو به چی میخوای برسی؟

سوال من نیست.. کپی پیست کردم.. نه به نظر من سوال خوب مطرح شد..اطلاعات شما در این مورد کم است که باعث میشه درک نکنید

 

خب من نظر شخصیم رو میگم

تا جایی که من یادمه کار زمانی صورت میگیره که مرز سیستم حرکت کنه،درسته؟آیا در حین این فرآیند مرز سیستم حرکت میکنه؟فقط انبساطی از جرم کنترل رو شاهد هستیم-و بر اثر انبساط آب هست که بطری میشکنه.

نمیدونم حالا درسته یا غلط ولی این به ذهنم رسید

مرسی مهندس

حرکت مرز سیستم یه مثال موردی است مثل حرکت پیستون در.. اما کلی:مرز سیستم رو قطع کند یا از مرز سیستم عبور کند

در این مثال هم نه تنها مرز سیستم حرکت میکنه.. نه تنها کار مرز سیستم رو قطع می کنه(از مرز سیستم عبور می کند) بلکه لامصب مرز سیستم رو منفجر می کنه..

سوال من نیست حمید جان..پرسشگر یه نکته از قانون اول رو در نظر نگرفت..

[HaMiD.CFD 20,379]

سوال من نیست.. کپی پیست کردم.. نه به نظر من سوال خوب مطرح شد..اطلاعات شما در این مورد کم است که باعث میشه درک نکنید

 

 

مرسی مهندس

حرکت مرز سیستم یه مثال موردی است مثل حرکت پیستون در.. اما کلی:مرز سیستم رو قطع کند یا از مرز سیستم عبور کند

در این مثال هم نه تنها مرز سیستم حرکت میکنه.. نه تنها کار مرز سیستم رو قطع می کنه(از مرز سیستم عبور می کند) بلکه لامصب مرز سیستم رو منفجر می کنه..

سوال من نیست حمید جان..پرسشگر یه نکته از قانون اول رو در نظر نگرفت..

جالب شد

پس بذارید بحث کنیم یکم آموزنده باشه

جهت یادآوری:

ما تو قانون اول میگفتیم که مقدار جرمی از ماده میاد،مقداری انرژی از یک منبع خارجی دریافت میکنه،تا در مقابل برای ما کاری انجام بده.تا اینجا که تعریف هست.

اما فرضیات:

فرضیات اینجوری بود که در طول فرآیند انرژی از نوعی به نوع دیگه ای میتونه تبدیل بشه،بشرط اینکه مقدارکل انرژی باقیمانده ثابت باشه.(همون بقای انرژی)

مقدار انرژی دریافت شده سیستم ازمحیطش در طول فرآیند همون مقداری باشه که به محیط میده.

انرژی میتونه از دو طریق کار و گرما از طریق مرز سیستم بسته عبور کنه.

حالا اینا فعلا یادم مونده بودمدتی از تئوری فاصله گرفتم،ببینم دوستان چه میکنند.منم فکر میکنم و مجدد سر میزنم

[84313 371]

درود

مدتی است که یک سوال ذهن مرا به خود مشغول کرده و تا به حال به جز چند حدس که معلوم هم نیست درست باشد نتوانستم جواب آنرا پیدا کنم بنابراین این سوال را در اینجا مطرح می کنم تا شاید دوستان با دانشی که در سایت حضور دارند بتوانند به من در یافتن پاسخ آن کمک کنند؟

همه شما عزیزان بهتر از بنده می دانید که آب یکی از استثناهای طبیعت در انقباض و انبساط است یعنی آب در زیر 4 درجه سانتیگراد با گرم شدن منقبض و با سرد شدن منبسط می شود. حال سوال این است فرض کنید یک بطری شیشه ای را از آب پر می کنیم و در آن را بسته در معرض انجماد قرار می دهیم به احتمال فراوان بطری در اثر انجماد و در نتیجه انبساط آب خواهد شکست! مثال آشنای این پدیده ترکیدن لوله های آب در سرمای شدید زمستان بر اثر یخ بستن آب داخل آن است. حال فرض کنید آب درون بطری را به عنوان یک سیستم ترمودینامیکی در نظر بگیریم (جرم کنترل) در حین انجماد ما از این بطری گرما گرفته ایم در حالی آب برای ما کار انجام داده و شیشه بطری را شکسته است سوال من این است که چگونه می توان این پدیده را با قانون اول ترمودینامیک (یا همان اصل بقای انرژی) منطبق کرد؟ آیا این پدیده قانون اول ترمودینامیک را نقض میکند؟!! یا نکته نهفته دیگری دارد؟

با تشکر

در قانون اول ترمودینامیک ،یک طرف تساوی شامل جمع جبری کار و گرمای سیستم (با علامت های قراردادی به این صورت که علامت مثبت برای کار و گرمای ورودیست) و در طرف دیگر تساوی ، تفاضل انرژی کلی سیستم(شامل انرژی پتانسیل،جنبشی و انرژی درونی) در رو حالت ترمودینامیکیست.

در این مساله ، اگر مجموع کار و گرمای سیستم منفی باشد(طرف اول تساوی)، با صرفنظر از انرژی های پتانسیل و جنبشی ،انرژی درونی سیستم کاهش یافته است .(طرف دوم تساوی)