Định luật đầu tiên của nhiệt động lực học là gì?

Định luật đầu tiên của nhiệt động lực học còn được gọi là Định luật bảo tồn năng lượng.Nó nói rằng năng lượng không thể bị phá hủy hoặc tạo ra;Nó được bảo tồn trong vũ trụ và phải kết thúc ở đâu đó, ngay cả khi nó thay đổi hình thức.Nó liên quan đến việc nghiên cứu công việc hệ thống, nhiệt và năng lượng.Động cơ nhiệt thường nhắc nhở một cuộc thảo luận về định luật nhiệt động lực học đầu tiên;Tuy nhiên, nó được coi là một trong những quy luật cơ bản nhất của tự nhiên.Một khi mọi người đi sâu vào nghiên cứu định luật nhiệt động lực học đầu tiên, họ ngay lập tức bắt đầu phân tích và tính toán phương trình liên quan đến luật: Δu ' q - W. Phương trình này có nghĩa là sự thay đổi năng lượng bên trong của hệ thốngNhiệt được thêm vào hệ thống ít hơn công việc được thực hiện bởi hệ thống.Trong thay thế, đôi khi phương trình Δu ' q + w được sử dụng.Sự khác biệt duy nhất là tính toán công việc được thực hiện trên hệ thống, thay vì công việc được thực hiện bởi hệ thống.Nói cách khác, công việc là tích cực khi hệ thống hoạt động trên hệ thống xung quanh và tiêu cực khi môi trường xung quanh hoạt động trên hệ thống. Khi nghiên cứu vật lý, có một ví dụ phổ biến liên quan đến việc thêm nhiệt vào khí trong hệ thống đóng.Ví dụ tiếp tục bằng cách mở rộng khí đó để nó hoạt động.Nó có thể được hình dung như một pít -tông đẩy xuống hoặc gây áp lực lên khí trong động cơ đốt trong.Vì vậy, công việc được thực hiện bởi hệ thống.Thay vào đó, khi nghiên cứu các quá trình và phản ứng hóa học, điển hình là nghiên cứu các điều kiện nơi công việc được thực hiện trên hệ thống.Đơn vị tiêu chuẩn để tính toán định luật nhiệt động đầu tiên là joules (j);Tuy nhiên, nhiều người nghiên cứu luật cũng thực hiện các tính toán của họ về mặt calo hoặc đơn vị nhiệt của Anh (BTU).Đôi khi rất hữu ích để tính toán bảo tồn với các số thực tế, làm như vậy cho phép mọi người xem luật hoạt động như thế nào.Nếu một động cơ thực hiện 4.000 J công việc xung quanh, năng lượng bên trong sẽ giảm 4.000 J. Nếu nó cũng giải phóng 5.000 J nhiệt trong khi nó hoạt động, thì năng lượng bên trong sẽ giảm thêm 5.000 J.Năng lượng của hệ thống giảm tổng cộng -9.000 J. trong một tính toán thay thế, nếu một hệ thống thực hiện 4.000 công việc trên môi trường xung quanh và sau đó hấp thụ 5.000 J nhiệt từ môi trường xung quanh, kết quả là khác nhau.Trong trường hợp đó, có 5.000 J năng lượng đi vào và 4.000 J năng lượng sẽ thoát ra.Do đó, tổng năng lượng bên trong của hệ thống là 1.000 J.

Cuối cùng, công việc tiêu cực hoặc công việc được thực hiện trên hệ thống bởi môi trường xung quanh cũng có thể được minh họa thông qua các tính toán liên quan đến định luật nhiệt động đầu tiên.Ví dụ: nếu hệ thống hấp thụ 4.000 J khi môi trường xung quanh đồng thời thực hiện 5.000 J hoặc hoạt động trên hệ thống, một kết quả khác sẽ được nhìn thấy.Vì tất cả các năng lượng đang chảy vào hệ thống, tổng năng lượng bên trong tăng lên 9.000 J.