Jakie jest pierwsze prawo termodynamiki?

Pierwsze prawo termodynamiki jest również znane jako prawo ochrony energii.Stwierdza, że energii nie można zniszczyć ani stworzyć;Jest zachowany we wszechświecie i musi gdzieś skończyć, nawet jeśli zmienia formy.Obejmuje badanie pracy systemowej, ciepła i energii.Silniki cieplne często powodują dyskusję na temat pierwszego prawa termodynamiki;Jest jednak uważany za jedno z najbardziej podstawowych praw natury.

Gdy ludzie zagłębią się w badanie pierwszego prawa termodynamiki, natychmiast zaczynają analizować i obliczać równanie związane z prawem: δu ' q - w. To równanie oznacza, że zmiana energii wewnętrznej systemu jest równaciepło dodane do systemu mniej pracy wykonane przez system.Alternatywnie czasami stosuje się równanie δu ' Q + W.Jedyną różnicą jest to, że oblicza prace wykonane w systemie, zamiast pracy wykonanej przez system.Innymi słowy, praca jest pozytywna, gdy system pracuje nad otaczającym systemem i negatywnym, gdy otoczenie pracuje nad systemem.

Podczas badania fizyki istnieje wspólny przykład, który obejmuje dodanie ciepła do gazu w zamkniętym systemie.Przykład trwa, rozszerzając ten gaz, aby działał.Można go wizualizować jako tłok pchający lub wywierający nacisk na gazy w silniku spalinowym.W ten sposób system jest wykonywany przez system.Alternatywnie, podczas badania procesów i reakcji chemicznych, typowe jest badanie warunków, w których praca jest wykonywana w systemie.

Standardową jednostką do obliczania pierwszego prawa termodynamiki jest Joules (J);Jednak wiele osób studiujących prawo dokonuje również obliczeń pod względem kalorii lub brytyjskiej jednostki termicznej (BTU).Czasami pomocne jest obliczenie ochrony za pomocą rzeczywistych liczb, co pozwala ludziom zobaczyć, jak działa prawo.Jeśli silnik wykonuje 4000 J prac nad otoczeniem, energia wewnętrzna maleje o 4000 J. Jeśli uwalnia również 5000 J ciepła podczas pracy, wówczas energia wewnętrzna zmniejsza się o dodatkowe 5000 J.Energia systemu zmniejsza się o łącznie o -9 000 J.

W alternatywnym obliczeniu, jeśli system wykonuje 4000 J prac nad otoczeniem, a następnie pochłania 5000 J ciepła z otoczenia, wynik jest inny.W takim przypadku wchodzi 5000 J energii i wychodzi 4000 J energii.Zatem całkowita energia wewnętrzna systemu wynosi 1000 J.

Wreszcie, negatywna praca lub praca wykonana w systemie przez otoczenie można zilustrować poprzez obliczenia dotyczące pierwszego prawa termodynamiki.Na przykład, jeśli system pochłania 4000 J, gdy otoczenie jednocześnie wykonuje 5000 J lub pracuje nad systemem, będzie widoczny inny wynik.Ponieważ wszystkie energie wpływają do systemu, całkowita energia wewnętrzna przeskakuje do 9 000 J.