مقدمه ای بر ترمودینامیک

مقدمه ای بر ترمودینامیک

ترمو دینامیک سرو کارش با منابع نیروهایی است که از تحویل و تحول اجسام مادی پدیدار می شوند و از چگونگی تبادل انرژیها به یکدیگر به ویژه حرارت و کار یا گرمی و عمل صحبت می دارد و کلید تسخیر قوای طبیعت را بدست ارباب صنعت می سپارد.
یکی از نشانه های تمدن جدید استفاده و استخدامی است که بشر از مکانیک نموده و چرخهای عظیم صنایع را بگردش انداخته و قدرت عمل خود را صدچندان کرده است. منشأ این نیروی دائم التزاید صرفنظر از مناطق محدود و ثابتی که جریانهای محلی آب یا باد بطور مستقیم کار مکانیکی بما میدهند ذخائر حرارتی بی کرانی است که بنام سوخت های طبیعی در زیر وروی زمین پراکنده شده و پشت گر می بی دریغ به سرچشمۀ اصلی یعنی خورشید دارد که منشأ تمام انرژی های روی زمین است و از پستان پرتوافکنش ثانیه ای بیش از چهل میلیون کالری انرژی برای ما تولید میکند انرژی نوظهور اتم نیز از طریق حرارت وارد عمل میگردد. همانطور که کاخ عظیم صنعت بر اساس انرژی حرارتی و پایه های ترمودینامیک بنا شده است، حرکات طبیعت و رموز کارگاه خلقت نیز بدون استمداد از قوانین ترمودینامیک برای ما روشن نمی گردد و این علم که در دفتر فنی بنگاههای سازنده ماشین های مولد نیرو اسباب دست مقدماتی مهندسین ،می باشد در نزد دانشمندانی که از دریچه علوم شیمی و فیزیک و شیمی فیزیک در عجایب زمین و افلاک نظر می کنند و حتی در نزد علمای اجتماع و فلاسفه نیز کلید مشکل گشائی می باشد. پیدایش علم ترمودینامیک و سیر تکاملی آن خود مبحث شیرین و یکی از نمونه های درخشان همکاری عمل با نظر یعنی زندگی و علم میباشد.

چند سال بود که یک کارگر انگلیسی بنام جیمزوات بعد از یکی دو پیش قدم دیگر برای سبک کردن بار بارکشان ماشین بخاری اختراع نموده و این ماشین از دالان های زیر زمین معدن به راه آهن های مسافری (قطارهای مسافربری) و پس از آن به قایق های رودخانه کشیده شده بود

و اشخاص تقلید گری در پی اختراع ماشین هائی بودند که با مصرف کمتر و بلکه بدون خرج بتوا کار بیشتری انجام دهند که جوان فرانسوی مدرسه دیده با نبوغی بنام (سادی کارنو) Sadi Carnot از راه انصاف و استنکاف از قبول اصل مفت خواری یعنی عدم امکان ایجاد نیروی مجانی در سال ۱۸۲۴ میلادی شالوده علم ترمودینامیک را تحت یک اصل و یک قضیه که بنام خود او معروف شده است پی ریزی نمود کارنو اولین ماده قانون اساسی ماشین های حرارتی را تدوین و شرایط بهترین ماشین را پیشنهاد نمود. ماشین بخار متناوباً بدین ترتیب تأمین و تکیه گاهی یافته و بدست محاسبه ومطالعه و تکمیل سپرده شد و موتور گاز از اصول مدون و مکمل بعد از کار نو بهره زیاد برد در سال ۱۸۹۷ رودلف دیزل آلمانی برای تعبیر خواب کارنو و اجرای عملی ماشین ایده آلی او بدنبال اختراع مشهور خود رفت او موفق به ساخت ماشین کارنو نشد ولی بهتر از آنچه تا آنزمان بود ساخت. اگر تا قبل از دیزل عمل واحتیاج پیشرو نظر و علم بود، در این مورد نظر جلودار علم گردید. اسباب یخ سازی ،علمی، نمونه ای است که در سال ۱۷۵۵ ویلیام کولن از راه تخلیه و تبخیر آب اختراع کرده بود و اسباب های بعدی محقری که دیگران اختراع کرده بودند با تانی و تقریب قدم های کوتاه بر می داشت تا آنکه در سال ۱۸۷۳ میلادی لینده آلمانی اصول ترمودینامیک و ماشین منعکس کارنو را بر آنها منطبق کرده وحدت و نظمی در ماشین های مبرد (سرد کننده) وارد نمود و اولین ماشین صنعتی را ساخت و چون نظم و حساب درکار آمد، توسعه و ترقی و سرعت فوق العاده ای یافت.

در سویس و فرانسه نظر ترمودینامیک بر گنجینه ابداعات کهنه بشر که از دوران امپراطوری روم بیادگار مانده بود افتاده و اسباب تفریحی ریاضی دان اسکندریه را بصورت نیرومندترین دستگاه مولد نیروی قرن بیستم یعنی توربین بخار در آورد.
تا اینجا ترمودینامیک وصنعت حرارت پا به پای هم رفته علم و عمل صحرای زندگی را برادروار گاهی به جلو و گاهی به عقب می پیمودند. ولی پیکر علم که بر دوش عمل سوار باشد سبک است. از بالا ارائه طریق می نماید و مخصوصاً جست و خیزها و پروازهایی دارد. ترمو دینامیک طرق مختلف استفاده از بخار وحرارت وطریقه معکوس یعنی تبدیل صحیح انرژی مکانیکی را به حرارت روشن ساخت به میدانهای خارج از حرارت و کار وارد شده ارتباط سایر انواع انرژی ها را بیان کرد و لقب عالی انرژتیک یا علم انرژیها را دریافت نمود و باین ترتیب همسفر با فیزیک و شیمی و علوم طبیعی گردید.

ولی البته یار قدیم را فراموش نکرده با ارمغانی که از سفرهای دیگر آورده و تجربیات گران بهائی که کسب کرده پیشوای ماشین های حرارتی گشت.

این مسابقه برادرانه میان ترمو دینامیک از یکطرف وصنعت وعلوم از طرف دیگر باز هم ادامه دارد و آنها که بیش از ما به ارزش خود واقف بوده بهتر از ما انرژیهای خداداد را بکار می اندازند و هر روز گام تازه ای در این راه بر میدارند و از این بوستان نوبر شیرینی می چینند.

برگرفته از کتاب شیمی فیزیک سال چهارم هنرستان رشته صنایع شیمیایی ، اوپراتوری ۱۳۶۳

نویسندگان: غلامرضا غلامی سعیدی و محمد امیری

سرچشمه عکس هدر:

https://www.merchantnavydecoded.com/what-is-thermodynamics-fundamentals-of-thermodynamics-system-and-its-types-surrounding-heat-transfer-work-done/