Qual è la prima legge della termodinamica?

La prima legge della termodinamica è anche nota come legge della conservazione dell'energia.Afferma che l'energia non può essere distrutta o creata;È conservato nell'universo e deve finire da qualche parte, anche se cambia forme.Implica lo studio del lavoro del sistema, del calore ed energia.I motori di calore spesso richiedono una discussione sulla prima legge della termodinamica;Tuttavia, è considerata una delle leggi più fondamentali della natura.

Una volta che le persone approfondiscono lo studio della prima legge della termodinamica, iniziano immediatamente ad analizzare e calcolare l'equazione associata alla legge: ΔU ' Q - W. Questa equazione significa che il cambiamento nell'energia interna del sistema è uguale aIl calore aggiunto al sistema meno il lavoro svolto dal sistema.In alternativa, a volte viene utilizzata l'equazione ΔU ' Q + W.L'unica differenza è che calcola il lavoro svolto sul sistema, anziché il lavoro svolto dal sistema.In altre parole, il lavoro è positivo quando il sistema lavora sul sistema circostante e negativo quando l'ambiente circostante lavora sul sistema.

Quando si studia la fisica, c'è un esempio comune che prevede l'aggiunta di calore a un gas in un sistema chiuso.L'esempio continua espandendo quel gas in modo che funzioni.Può essere visualizzato come un pistone che spinge verso il basso o applicando pressione sui gas in un motore a combustione interna.Pertanto, il lavoro viene svolto dal sistema.In alternativa, quando si studio processi e reazioni chimici, è tipico di studiare le condizioni in cui il lavoro viene svolto sul sistema.

L'unità standard per il calcolo della prima legge della termodinamica è Joules (J);Tuttavia, molte persone che studiano la legge effettuano anche i loro calcoli in termini di calorie o unità termica britannica (BTU).A volte è utile calcolare la conservazione con i numeri effettivi, in questo modo consente alle persone di vedere come funziona la legge.Se un motore svolge 4.000 J di lavoro sull'ambiente circostante, l'energia interna diminuisce di 4.000 J. Se rilascia anche 5.000 J di calore mentre funziona, allora l'energia interna diminuisce di ulteriori 5.000 J.L'energia del sistema diminuisce di un totale di -9.000 J.

in un calcolo alternativo, se un sistema svolge 4.000 J di lavoro su ciò che ha un ambiente e quindi assorbe 5.000 J di calore dall'ambiente circostante, il risultato è diverso.In tal caso, ci sono 5.000 J di energia che entrano e 4.000 J di energia che usciranno.Pertanto, l'energia interna totale del sistema è di 1.000 J.

Infine, il lavoro negativo o il lavoro svolto sul sistema dall'ambiente circostante possono essere esemplificati anche attraverso i calcoli riguardanti la prima legge della termodinamica.Ad esempio, se il sistema assorbe 4.000 J poiché l'ambiente circostante esegui contemporaneamente 5.000 J o lavora sul sistema, si vedrà un altro risultato.Poiché tutte le energie scorre nel sistema, l'energia interna totale salta fino a 9.000 J.