Ποιος είναι ο πρώτος νόμος της θερμοδυναμικής;

Ο πρώτος νόμος της θερμοδυναμικής είναι επίσης γνωστός ως νόμος της διατήρησης της ενέργειας.Δηλώνει ότι η ενέργεια δεν μπορεί να καταστραφεί ή να δημιουργηθεί.Διατηρείται στο σύμπαν και πρέπει να καταλήξει κάπου, ακόμα κι αν αλλάζει έντυπα.Περιλαμβάνει τη μελέτη της εργασίας του συστήματος, της θερμότητας και της ενέργειας.Οι κινητήρες θερμότητας συχνά προκαλούν μια συζήτηση για τον πρώτο νόμο της θερμοδυναμικής.Ωστόσο, θεωρείται ένας από τους πιο θεμελιώδεις νόμους της φύσης.

Μόλις οι άνθρωποι βυθιστούν στη μελέτη του πρώτου νόμου της θερμοδυναμικής, αρχίζουν αμέσως να αναλύουν και να υπολογίζουν την εξίσωση που σχετίζεται με τον νόμο: Δu ' Q - W. Αυτή η εξίσωση σημαίνει ότι η αλλαγή στην εσωτερική ενέργεια του συστήματος είναι ίση μεΗ θερμότητα που προστέθηκε στο σύστημα λιγότερο από το έργο που πραγματοποιήθηκε από το σύστημα.Εναλλακτικά, μερικές φορές χρησιμοποιείται η εξίσωση Δu ' Q + W.Η μόνη διαφορά είναι ότι υπολογίζει την εργασία που γίνεται στο σύστημα, αντί για το έργο που πραγματοποιήθηκε από το σύστημα.Με άλλα λόγια, η εργασία είναι θετική όταν το σύστημα λειτουργεί στο περιβάλλον του συστήματος και αρνητικό όταν το περιβάλλον δουλεύει στο σύστημα.Το παράδειγμα συνεχίζεται με την επέκταση αυτού του αερίου έτσι ώστε να λειτουργεί.Μπορεί να απεικονιστεί ως έμβολο που πιέζει προς τα κάτω ή ασκεί πίεση στα αέρια σε έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης.Έτσι, η εργασία γίνεται από το σύστημα.Σε εναλλακτική λύση, κατά τη μελέτη των χημικών διεργασιών και των αντιδράσεων, είναι χαρακτηριστικό οι συνθήκες μελέτης όπου η εργασία γίνεται στο σύστημα.

Η τυπική μονάδα για τον υπολογισμό του πρώτου νόμου της θερμοδυναμικής είναι η Joules (J).Ωστόσο, πολλοί άνθρωποι που μελετούν τον νόμο καθιστούν επίσης τους υπολογισμούς τους όσον αφορά τη θερμίδα ή τη βρετανική θερμική μονάδα (BTU).Μερικές φορές είναι χρήσιμο να υπολογίσουμε τη διατήρηση με τους πραγματικούς αριθμούς, επιτρέπει στους ανθρώπους να δουν πώς λειτουργεί ο νόμος.Εάν ένας κινητήρας κάνει 4.000 J εργασίας στο περιβάλλον του, η εσωτερική ενέργεια μειώνεται κατά 4.000 J. Εάν επίσης απελευθερώνει 5.000 J της θερμότητας ενώ λειτουργεί, τότε η εσωτερική ενέργεια μειώνεται κατά 5.000 J. ως αποτέλεσμα, το εσωτερικόΗ ενέργεια του συστήματος μειώνεται κατά ένα σύνολο -9.000 J.

σε έναν εναλλακτικό υπολογισμό, εάν ένα σύστημα κάνει 4.000 J εργασίας στο περιβάλλον του και στη συνέχεια απορροφά 5.000 J της θερμότητας από το περιβάλλον του, το αποτέλεσμα είναι διαφορετικό.Σε αυτή την περίπτωση, υπάρχουν 5.000 j ενέργειας που εισέρχεται και 4.000 j ενέργειας που βγαίνει.Έτσι, η συνολική εσωτερική ενέργεια του συστήματος είναι 1.000 J.

Τέλος, η αρνητική εργασία ή η εργασία που γίνεται στο σύστημα από το περιβάλλον μπορεί να παραδειγματιστεί μέσω υπολογισμών σχετικά με τον πρώτο νόμο της θερμοδυναμικής.Για παράδειγμα, εάν το σύστημα απορροφήσει 4.000 J ως περιβάλλοντα ταυτόχρονα εκτελεί 5.000 J ή εργάζεται στο σύστημα, θα παρατηρηθεί ένα άλλο αποτέλεσμα.Δεδομένου ότι όλες οι ενέργειες εισέρχονται στο σύστημα, η συνολική εσωτερική ενέργεια αυξάνεται μέχρι και 9.000 J.