الفيزياء الجامعية — الديناميكا الحرارية: القوانين الأساسية

الفيزياء الجامعية — الديناميكا الحرارية: القوانين الأساسية

الديناميكا الحرارية (Thermodynamics) هي فرع من الفيزياء يدرس العلاقات بين الحرارة والشغل والطاقة. تعتمد الديناميكا الحرارية على أربعة قوانين أساسية تصف سلوك الأنظمة الحرارية. تطبيقاتها تشمل المحركات الحرارية والثلاجات والمضخات الحرارية.

المفاهيم الأساسية

النظام (System): الجزء من الكون قيد الدراسة. المحيط (Surroundings): ما يحيط بالنظام. درجة الحرارة (T): مقياس متوسط الطاقة الحركية للجزيئات. الطاقة الداخلية (U): مجموع الطاقات الحركية والكامنة للجزيئات.

القانون الصفري للديناميكا الحرارية

ينص على أنه إذا كان نظام A في حالة اتزان حراري مع نظام B، وكان B في اتزان مع C، فإن A في اتزان مع C. هذا القانون يجعل قياس درجة الحرارة ممكناً باستخدام مقاييس الحرارة (Thermometers).

القانون الأول للديناميكا الحرارية (حفظ الطاقة)

التغير في الطاقة الداخلية للنظام ΔU = Q − W، حيث Q كمية الحرارة المضافة للنظام، و W الشغل المبذول بواسطة النظام. هذا القانون يعني أن الطاقة لا تفنى ولا تُستحدث، بل تتحول من شكل إلى آخر.

القانون الثاني للديناميكا الحرارية

ينص على أنه في أي عملية تلقائية، تزداد الإنتروبيا (Entropy) الكلية للكون. الإنتروبيا هي مقياس العشوائية أو الفوضى. هذا القانون يحدد اتجاه العمليات الطبيعية: الحرارة تنتقل تلقائياً من الجسم الأسخن إلى الأبرد.

القانون الثالث للديناميكا الحرارية

مع اقتراب درجة الحرارة من الصفر المطلق (0 K = -273.15°C)، تقترب إنتروبيا النظام البلوري المثالي من الصفر. هذا يعني أنه لا يمكن الوصول إلى الصفر المطلق في عدد محدود من الخطوات.

للمزيد من دروس الفيزياء، زوروا درس الميكانيكا الكلاسيكية: قوانين نيوتن و درس الكهرومغناطيسية: قانون غاوس.

---

📍 دروس مشابهة

• التربية العلمية والتكنولوجية — النجوم — السنة الرابعة إبتدائي — المنهاج الجزائري
• موضوع امتحان بكالوريا 2008 في التسيير المحاسبي والمالي مع الحل – شعبة تسيير واقت
• الكهرباء الساكنة — الشحنات الكهربائية — العلوم الفيزيائية — السنة الأولى متوسط —