Vad är termodynamiska egenskaper?

Inom vetenskapen är termodynamiska egenskaper egenskaper som används för att beskriva ett fysiskt system. De hänvisar till egenskaper som värme, tryck och temperatur, som påverkar fenomen från jordens atmosfär till de hastigheter med vilka kemiska reaktioner inträffar. Värmeutbyte mellan föremål sker nästan överallt i den naturliga världen och är mycket viktigt för modern tekniks funktion. Termodynamiska egenskaper mäter de olika faktorerna som påverkar denna process mellan två eller flera objekt. Ingenjörer använder dessa för att designa bättre och effektivare maskiner.

Termodynamiska egenskaper hänvisar till de parametrar med vilka forskare och ingenjörer analyserar en viss region, som kallas ett fysiskt system, såsom en motor eller ett naturligt objekt. Saker som temperatur och tryck förblir konstanta genom hela systemet och ger information om hur något använder energi och utför arbete. Dessa egenskaper används för att bestämma frågor som hur mycket arbete en given maskin kan utföra eller mängden energi som behövs för att påskynda en kemisk reaktion i industrin. De kan användas för att kategorisera ett system som öppet eller stängt, beroende på om både materia och energi kan flöda in och ut ur det.

Värmen som måste sättas in i ett system och det arbete som måste göras med det för att öka dess inre energi är alla termodynamiska egenskaper. Energi kan överföras med värme mellan föremål med olika temperaturer. Spontan värmeöverföring uppstår när värme rör sig från en kropp med högre temperatur mot ett kallare föremål, medan den omvända rörelsen kräver arbete. Fri energi är ett mått på hur mycket av ett termodynamiskt systems energi som kan användas för att utföra arbete, medan entropi mäter mängden energi som går förlorad, slösas bort eller på annat sätt oanvänds.

Termodynamisk temperatur är en viktig egenskap eftersom den tillåter forskare och ingenjörer att beräkna den absoluta temperaturen för ett objekt. Det är ett mått på ett systems värmeförlust och absorption, som tillsammans representerar utbytet av energi som sker i det. Eftersom termodynamik är en gren av vetenskap som sysslar med energiutbyte och omvandling, är denna egenskap väsentlig för att beskriva ett systems tillstånd. Egenskaper som temperatur sägs vara intensiva eftersom de är oberoende av ett givet systems storlek, till skillnad från volym eller tryck, som varierar med objektets storlek.

Ingenjörer och kemister använder termodynamiska egenskaper för att bygga motorer och planera kemiska reaktioner som maximerar den effektiva användningen av värmeenergi. Termodynamiska principer upptäcktes delvis under den industriella revolutionen under strävan efter att göra effektivare maskiner, särskilt de i ångdrivna textilfabriker. Denna tidiga betoning på den tillämpade vetenskapliga användningen av termodynamiska egenskaper ledde till många praktiska upptäckter. Ett exempel på denna informations praktiska värde finns i konstruktionen av värmeväxlare, såsom bilradiatorer, som förmedlar överföringen av värmeenergi från ett objekt till ett annat.