الدينامية الحرارية ( Thermodynamics )

الدينامية الحرارية دراسة الأشكال المختلفة للطاقة مثل الحرارة، والشغل، وكذلك تحويل الطاقة من شكل إلى آخر. ويستخدم المهندسون، والكيميائيون، والفيزيائيون، قواعد الدينامية الحرارية لفهم الأحداث في الطبيعة، وفي نشاطات أخرى مثل تصميم الآلات، وحساب فقد أو اكتساب الطاقة في التفاعلات الكيميائية.

تقوم الدينامية الحرارية بصفة رئيسية على أساس قانونين (مبدأين)، ينص القانون الأول على أن الطاقة في نظام، سواء أكان شيئًا بسيطًا أو آلة معقدة، لا يمكن خلقها من العدم، ولا يمكن إفناؤها. وبدلاً من ذلك، فإن الطاقة إما أن يتم تحويلها من شكل إلى آخر، وإما نقلها من نظام لآخر. فمثلاً المحرك الحراري مثل التوربين (العنفة) الغازي أو المفاعل النووي، يقوم بتحويل الطاقة من وقود إلى طاقة حرارية. وبعد ذلك، يقوم بتحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية يمكن استخدامها لأداء شغل. وتبقى الكمية الكلية للطاقة دائمًا، هي نفسها دون تغيير.

ولجميع الأنظمة أيضًا طاقة داخلية تمر بتغيرات معينة، ولكنها لاتُستحدث، ولا تفنى أبدًا. ويقوم العلماء بدراسة التغيرات في هذه الطاقة الداخلية، وذلك بقياس التغيرات التي تطرأ على خواص مثل الحجم، ودرجة الحرارة، والضغط في النظام.

أما القانون الثاني في الدينامية الحرارية، فهو يتعلق بالاتجاه الطبيعي لعمليات الطاقة. فطبقًا لهذا القانون مثلاً، تنساب الحرارة من تلقاء نفسها، من جسم أكثر حرارة إلى جسم أقل حرارة فقط. وهذا القانون الثاني، يفسر حقيقة أن المحرك الحراري لا يمكن أن يكون ذا كفاءة كاملة، أي أنه لا يستطيع تحويل كل الطاقة الحرارية، من وقوده إلى طاقة ميكانيكية. وذلك لأن المحرك ينقل بعض طاقته الحرارية إلى الأجسام الأبرد المحيطة به.

★ تَصَفح أيضًا: العشوائية الداخلية ؛ الحرارة ؛ كلوسيوس، رودلف يوليوس إيمانويل ؛ جول، جيمس بريسكوت ؛ ماير، يوليوس روبرت فون.