Termodinamika

Da se toplota može dobiti mehaničkim radom, znao je još pećinski čovek, jer je on trljanjem dva komada suvog drveta dobivao vatru. Toplota kao fizička pojava objašnjena je tek krajem XVIII veka. Danas se zna da je toplota samo jedan oblik energije u koju se sem mehaničke energije mogu pretvarati i ostali oblici energije. Isto tako i toplota se može pretvoriti u druge oblike energije. Baš ti uzajamni prelazi različitih energija u toplotu i obratno, pretvaranje toplote u energije drugih obli- ka, dovodi do zaključka da je toplota energija.

Termodinamika je grana nauke o toploti koja proučava pretvaranje raznih oblika energije u toplotu ili pretvaranje toplote u druge oblike energije. Ona analizira i definiše kako razne oblike tog pretvaranja, tako i uslove pod kojima je ono moguće. To je eksperimentalna nauka čiji su zakoni univerzalni za neživu i živu prirodu. Za tehničku termodinamiku je posebno značajan proces uzajamnog pretva- ranja toplote u mehanički rad, sa objašnjenjima teorijskih postavki i principa rada toplotnih mašina, a takođe i svojstva radnih materija koje se koriste za odgovaraju- će termodinamičke procese.

Termodinamički sistem.

Kada se o sistemu govori u termodinamici, on se odnosi na određenu količinu supstancije. Termodinamički sistem može biti, na primer, gas ili smeša vazduha i benzinskih para u cilindru motora i sl. Sistem je od okoline odvojen nekom površi- nom koja može biti stvarna ili zamišljena. Tako na primer površina suda u kome je zatvoren fluid odvaja fluid, kao sistem, od okoline. Međutim, mi u mislima može- mo da izdvojimo neku količinu fluida i da pratimo njegovo kretanje. U tom slučaju površina te količine fluida je zamišljena i odvaja sistem od okoline.

Termodinamički sisitem može sa okolinom da razmenjuje masu i energiju, što zavisi od uslova. Ako su uslovi takvi da ne može doći do razmene ni mase ni energije između datog sistema i okoline, kaže se da je sistem izolovan. Na primer, termos boca ne razmenjuje toplotu sa okolinom i može se smatrati kao izolovan si- stem.

Ako je moguća razmena samo energije između sistema i okoline, sistem je za- tvoren. To je, na primer, cilindar klipnih mašina kad su, prilikom sabijanja, ventili zatvoreni. Tada masa smeše vazduha i benzinskih para ostaje nepromenjena, a sa okolinom se razmenjuje toplota.

Ako su uslovi takvi da između sistema i okoline postoji razmena mase i energije, sistem je otvoren, na primer, protočni bojler.