Hva er termodynamiske egenskaper?

I vitenskapen er termodynamiske egenskaper kjennetegn som brukes til å beskrive et fysisk system. De refererer til egenskaper som varme, trykk og temperatur, som påvirker fenomener fra jordas atmosfære til hastighetene som kjemiske reaksjoner oppstår. Varmeveksling mellom objekter skjer nesten overalt i den naturlige verdenen og er veldig viktig for funksjonen til moderne teknologi. Termodynamiske egenskaper måler de forskjellige faktorene som påvirker denne prosessen mellom to eller flere objekter. Ingeniører bruker disse for å designe bedre og mer effektive maskiner.

Termodynamiske egenskaper refererer til parametrene som forskere og ingeniører analyserer en bestemt region, kalt et fysisk system, for eksempel en motor eller et naturlig objekt. Forblir konstant i et system gir ting som temperatur og trykk informasjon om hvordan noe bruker energi og utfører arbeid. Disse egenskapene brukes til å avgjøre spørsmål som hvor mye arbeid en gitt maskin kan utføre eller mengden energi som trengs for å akselerere en kjemisk reaksjon i industrien. De kan brukes til å kategorisere et system som åpent eller lukket, avhengig av om både materie og energi kan strømme inn og ut av det.

Varmen som må settes inn i et system og arbeidet som må gjøres for å øke den indre energien, er termodynamiske egenskaper. Energi kan overføres med varme mellom gjenstander med forskjellige temperaturer. Spontan varmeoverføring skjer når varme beveger seg fra et legeme med høyere temperatur mot et kaldere objekt, mens den motsatte bevegelsen krever arbeid. Fri energi er målingen av hvor mye av et termodynamisk systems energi som kan brukes til å utføre arbeid, mens entropi måler mengden energi som er tapt, bortkastet eller på annen måte ubrukt.

Termodynamisk temperatur er en viktig egenskap fordi den lar forskere og ingeniører beregne den absolutte temperaturen til et objekt. Det er et mål på et systems varmetap og absorpsjon, som til sammen representerer utvekslingen av energi som oppstår i det. Siden termodynamikk er en gren av vitenskapen som er opptatt av energiutveksling og konvertering, er denne egenskapen viktig for å beskrive et systems tilstand. Egenskaper som temperatur sies å være intensive fordi de er uavhengige av et gitt systems størrelse, i motsetning til volum eller trykk, som varierer med objektets størrelse.

Ingeniører og kjemikere bruker termodynamiske egenskaper for å bygge motorer og planlegge kjemiske reaksjoner som maksimerer effektiv bruk av varmeenergi. Termodynamiske prinsipper ble delvis oppdaget under den industrielle revolusjonen i løpet av jakten på å lage mer effektive maskiner, spesielt de i dampdrevne tekstilanlegg. Denne tidlige vektleggingen av den anvendte vitenskapelige bruken av termodynamiske egenskaper førte til mange praktiske funn. Et eksempel på denne informasjons praktiske verdien finnes i utformingen av varmevekslere, for eksempel bilradiatorer, som medierer overføring av varmeenergi fra et objekt til et annet.