Groma István: Anyagtudomány: az ókortól a 22. századig (Atomcsill, 2024.11.14.)

[@jenohathazi920]

Nagyon köszönöm az előadást, s külön köszönöm az inspirációt

[@martonziegler2181]

Jó lett volna az előadás elején érthetőbbé tenni a "szabadentalpia" függvényt, mert enélkül az előadás lényege nem érthető meg! ( Nagyon távolról emlékeztet az áltrel nyugalmi-inerciális tömeg függvényeire...) Tipikus akadálya a matek és a fizika megértésének az alapvetőbb összefüggések nem értése.Tégláról téglára kell építkeznie annak, aki csak felszínesen is érteni akarja a tudomány felvetéseit. Amikor meghallgatok egy tudományos ismeretterjesztő előadást, néha órákat töltök el azzal, ( vagy akár napokat a megalapozó ismeretekkel...) hogy a megértés igényével visszakeressem azokat az ismereteket, amelyeket, vagy ellógtam az órán anno, vagy nem is tanították nekem soha... ( Nyilván kitűnt az oktatással kapcsolatos kritika...) Tudós nem lett belőlem, de képes vagyok azonnal felismerni a tudományosnak álcázott marhaságokat és a kóklereket... Ezzel szemben a szakterületeimen a lehetőségeim határáig megértem a dolgok fizikáját és matek hátterét. Gratulálok az előadónak a lelkes és igényes előadásért! PS: Most tanítom írni-olvasni-számolni az unokákat és olyan módon teszem ezt, hogy ha eljutnak odáig, akkor a gondolkodásuk és fogalmaik alapot adjanak a későbbi, esetleges tudományos vagy műszaki pályának...

[@jenohathazi920]

sok esetben én s így vagyok a hiányzó láncszemekkel, ám én élvezem, mert sokszor új terület tárja fel titkait így, vagy éppen korrigálja

[@elteatomcsill8013]

martonziegler írta: „Jó lett volna az előadás elején érthetőbbé tenni a "szabadentalpia" függvényt, mert enélkül az előadás lényege nem érthető meg!” Egy ismeretterjesztő előadás nem vállalhatja fel egy teljes egyetemi kurzus feladatait, nem taníthatja meg az összes technikai részletet - főleg úgy, hogy a potenciális nézők többsége nem rendelkezik a szükséges fizikai és főleg matematikai előismeretekkel. Az előadók állandó gondja, hogyan válasszák ki az elmondandó inoformációt - úgy, hogy a gondolat lényege átmenjen, de ne kelljen túlságosan elmerülni a szakmai részletekben. Jelen esetben az előadó külön hangsúlyozta: a későbbiek szempontjából nem lényeges, hogy pontosan mit is jelent a „szabadentalpia” kifejezés - a lényeg az, hogy ez a mennyiség függ a termodinamikai paraméterektől, és ennek minimuma határozza meg az egyensúlyi állapotot. Valóban, a későbbi érvelés során (amely a két összetevőből álló anyagok egyensúlyi állapotának meghatározásáról szólt) nem is használt fel ennél többet a fogalom jelentéséből. Az érdeklődők kedvéért egy rövid magyarázat: Az egyetlen anyagfajtából álló homogén - azaz térben mindenhol egyforma - testek (a hagyományos termodinamika, vagy ahogy az előadó is nevezte, „termosztatika” ilyenekkel foglalkozik) állapota néhány termodinamikai állapothatározóval jellemezhető: pl. térfogat, nyomás, hőmérséklet, részecskeszám, energia. E mennyiségek között vannak olyanok, amelyek a test méretével arányosak (térfogat, energia, részecskeszám), ezeket extenzív mennyiségeknek nevezik. Mások viszont egy ugyanolyan állapotú, ám kisebb vagy nagyobb testben ugyanolyanok (a hőmérséklet és a nyomás), ezek az intenzív mennyiségek. Két test egyensúlya esetén a megfelelő intenzív paraméterek megegyeznek, ha ezek különböznek, akkor a különbséget kiegyenlítő folyamatok indulnak meg (hacsak ezt valami extra beavatkozás, pl. hőszigetelő bevonat vagy merev fal) meg nem akadályozza. Egy test termodinamikai állapotjelzői nem függetlenek, közöttük bizonyos függvénykapcsolatok állnak fenn. Ezeket nevezik állapotegyenleteknek - ide tartozik az ideális gáz közismert pV/T=konstans állapotegyenlete is. Míg a termodinamika alaptörvényei univerzálisak, addig az állapotegyenletek a vizsgált test anyagi összetételétől függnek, és igen különbözők lehetnek. Egy adott anyag esetén ezeket az összefüggéseket vagy kísérleti úton kell megállapítani, vagy a termodinamika „háttértudománya”, a statisztikus fizika eszközeivel az anyag atomi struktúrájára tett feltevések alapján lehet őket levezetni (aztán persze az eredményt össze kell hasonlítani a mérésekkel). Egy termodinamikai test egyik legfontosabb jellemzője a belső energiája, pontosabban az egy részecskére jutó, ún. fajlagos belső energia. (A belső energia azért „belső”, mert nem tartalmazza a test mint egész mozgási és forgási energiáját, gravitációs helyzeti energiáját, csak az anyag belső struktúrájához és állapotához kapcsolódó energiát.) A környezettel való kölcsönhatás különböző eseteiben ennek a fajlagos belső energiának különböző változatait (szaknyelven: Legendre-transzformáltjait) használjuk, és ezeket a megfelelő, szabadon változtatható termodinamikai változók függvényeként adjuk meg. Ezek a különböző körülmények között használandó energiaváltozatok furcsa, történeti eredetű neveket viselnek (szabadenergia, entalpia, szabadentalpia). Ha a test energiaviszonyait a nyomás és a hőmérséklet függvényében vizsgáljuk, akkor a fajlagos (tehát egy részecskére jutó) szabadentalpiát (más nevén Gibbs-féle kémiai potenciált) kell használni. Az egyes anyagfajták esetén a fajlagos szabadentalpia nyomástól és a hőmérséklettől való függésének konkrét függvényalakja igencsak különböző lehet. Igen fontos azonban, hogy a termodinamika alaptörvényéből, az első főtételből levezethető ún. Gibbs-Duhem-reláció garantálja ennek a függvénynek a létezését minden anyagfajtára. Ezért amikor a különböző anyagok keveredését, egymásban való oldódását vagy nem oldódását vizsgáljuk, mindig kiindulhatunk az egyes anyagokra külön-külön létező fajlagos szabadentalpia-függvényekből, és ezek egymáshoz való viszonyából vonhatunk le az előadáson bemutatottakhoz hasonló következtetéseket. Ám ezekhez a következtetésekhez nem kell más részletet felhasználnunk, mint e függvények létezésének puszta tényét. Ezért az előadó (a fentieket hangsúlyozva) nem merült bele a részletekbe, mert nem 13 hetes egyetemi termodinamika kurzust tartott, hanem egy rövid ismeretterjesztő előadást. Itt elegendő volt e függvények létezésére és alapvető tulajdonságukra (ti. hogy a minimumuk határozza meg az egyensúlyi állapotot) hivatkozni. Ez már elég az összetett rendszer egyensúlyi helyzetének megkeresésére, valamint - és ez volt az előadás fő mondanivalója - a nemegyensúlyi kezdőállapotból az egyensúlyhoz vezető dinamikai folyamatok alapegyenletének legalábbis vázlatos bemutatásához. Mindez megoldható lett volna egy kicsit pongyolábban is - ha az előadó nem említi a „szabadentalpia” fogalmát, hanem egyszerűen a rendszer belső energiájáról beszél, akkor a legtöbb néző rábólint, hiszen az „energia” fogalmát ismeri, és nem tűnik fel, nem okoz zavart a furcsa szakkifejezés. Az előadó azonban nem akart még ennyit sem csalni, és a valódi fogalmat használta. Ezzel egyebek között lehetővé tette, hogy a mélyebben érdeklődő nézők pl. a Wikipédiában utánanézzenek a szakkifejezés pontos jelentésének. Ui: sok sikert kívánok az unokák matekra és természettudományokra való tanításához! Ez a biztos alap a világos fejjel gondolkodó emberek neveléséhez. dgy

[@TeslaElonSpaceXFan]

❤