Pirmajame termodinamikos dėsnyje kalbama apie tai, ko reikia, kad darbas virstų šiluma.
Jis pagrįstas energijos taupymo principas, kuris yra vienas iš svarbiausių fizikos principų.
Šis energijos taupymas vyksta šilumos ir darbo pavidalu. Tai leidžia sistemai taupyti ir perduoti energiją, tai yra, energija gali padidėti, sumažėti arba likti pastovi.
Pirmasis termodinamikos dėsnis išreiškiamas formule
Q = τ + ΔU
Kur,
Klausimas: šiluma
τ: darbas
U: vidinės energijos kitimas
Taigi jo pagrindas yra: šiluma (Q) atsiranda dėl darbo sumos (τ) su vidinės energijos kitimu (ΔU).
Tai taip pat galima rasti taip:
ΔU = Q - W
Kur,
U: vidinės energijos kitimas
Klausimas: šiluma
W: darbas
Pagrindas lemia tą patį: vidinės energijos pokytis (ΔU) atsiranda dėl šilumos, pakeistos išorine terpe, atėmus atliktą darbą (W).
Tai reiškia,
1) kaip ir šilumai (Q):
- Jei šiluma, kurią keičiama su terpe, yra didesnė nei 0, sistema gauna šilumą.
- Jei šiluma, kurią keičiama su terpe, yra mažesnė nei 0, sistema praranda šilumą.
- Jei nėra šilumos mainų su terpe, tai yra, jei ji lygi 0, sistema šilumos nepriima ir nepraranda.
2) dėl darbo (τ):
- Jei darbas yra didesnis nei 0, šilumos veikiamo elemento tūris yra išplėstas.
- Jei darbas yra mažesnis nei 0, šilumos poveikis sumažėja.
- Jei nėra darbo, tai yra, jei jis lygus 0, kažko, veikiamo karščiu, tūris yra pastovus.
3) dėl vidinės energijos kitimo (ΔU):
- Jei vidinis energijos pokytis yra didesnis nei 0, padidėja temperatūra.
- Jei vidinis energijos pokytis yra mažesnis nei 0, sumažėja temperatūra.
- Jei vidinė energija nepakinta, tai yra, jei ji lygi 0, temperatūra yra pastovi.
Daroma išvada, kad temperatūrą galima padidinti šiluma arba dirbant.
Pavyzdys
Kaitinant dujas, mašinos pradeda veikti, ty, pavyzdžiui, atlikti darbus gamykloje.
Tai atsitinka taip: dujos perduoda energiją mašinų viduje, dėl to padidėja jų tūris ir iš ten suaktyvėja mašinų mechanizmai. Suaktyvinus mechanizmai pradeda veikti.
Skaityk ir tu
- Termodinamika
- Karno ciklas
- Heso įstatymas
Termodinamikos dėsniai
Termodinamikos dėsniai yra keturi. Be pirmojo, su kuriuo susiduriame, yra:
- Nulis termodinamikos dėsnis - nagrinėja terminės pusiausvyros pasiekimo sąlygas;
- Antrasis termodinamikos dėsnis - užsiima šilumos energijos perdavimu;
- Trečiasis termodinamikos dėsnis - nagrinėja materijos elgesį, kai entropija yra artima nuliui.
Pratimai
1. (Ufla-MG) Vykdant grįžtamąją dujinę transformaciją, vidinės energijos kitimas yra + 300 J. Buvo suspaudimas, o dujų slėgio darbas modulis yra 200 J. Taigi tiesa, kad dujos
a) terpei davė 500 J šilumos
b) terpei davė 100 J šilumos
c) iš terpės gavo 500 J šilumos
d) iš terpės gavo 100 J šilumos
e) patyrė adiabatinę transformaciją
D alternatyva: iš vidurio gavo 100 J šilumos
Taip pat žiūrėkite: Termodinamikos pratimai
2. (MACKENZIE-SP) Laikydami siaurą angą burnoje, dabar stipriai papūskite ranką! Tai matė? Jūs sukūrėte adiabatinę transformaciją! Joje jūsų išsiųstas oras smarkiai išsiplėtė, kurio metu:
a) atliktas darbas atitiko šio oro vidinės energijos sumažėjimą, nes nebuvo šilumos mainų su išorine aplinka;
b) atlikti darbai atitiko šio oro vidinės energijos padidėjimą, nes nebuvo šilumos mainų su išorine aplinka;
c) atliktas darbas atitiko šilumos, kurią šis oras keičia su terpe, kiekio padidėjimą, nes jo vidinė energija nepakito;
d) nebuvo atliktas darbas, nes oras neįgavo šilumos iš aplinkos ir nepatyrė vidinės energijos pokyčių;
e) nebuvo atliktas darbas, nes oras negavo terpės šilumos ir nepatyrė vidinės energijos pokyčių.
A alternatyva: atlikti darbai atitiko šio oro vidinės energijos sumažėjimą, nes nėra šilumos mainų su išorine aplinka.
Taip pat žiūrėkite: adiabatinė transformacija
