Den første loven om termodynamikk tar for seg hva som skal til for at arbeid blir omgjort til varme.
Den er basert på prinsippet om energibesparelse, som er et av de viktigste prinsippene for fysikk.
Denne energibesparelsen foregår i form av varme og arbeid. Det gjør det mulig for et system å spare og overføre energi, det vil si at energi kan øke, redusere eller forbli konstant.
Den første loven om termodynamikk uttrykkes av formelen
Q = τ + ΔU
Hvor,
Spørsmål: varme
τ: arbeid
U: variasjon av intern energi
Dermed er grunnlaget: varme (Q) er resultatet av summen av arbeidet (τ) med variasjonen av indre energi (ΔU).
Det kan også bli funnet som følger:
ΔU = Q - W
Hvor,
U: variasjon av intern energi
Spørsmål: varme
W: arbeid
Fundamentet resulterer i det samme: endringen i intern energi (ΔU) er resultatet av varmen som utveksles med det eksterne mediet minus arbeidet som er utført.
Det betyr,
1) som for varme (Q):
- Hvis varmen som utveksles med mediet er større enn 0, mottar systemet varme.
- Hvis varmen som er utvekslet med mediet er mindre enn 0, mister systemet varmen.
- Hvis det ikke er noen varmeveksling med mediet, det vil si hvis det er lik 0, verken mottar eller mister systemet varme.
2) angående arbeid (τ):
- Hvis arbeidet er større enn 0, utvides volumet av noe som er utsatt for varme.
- Hvis arbeidet er mindre enn 0, reduseres volumet på noe som er utsatt for varme.
- Hvis det ikke er noe arbeid, det vil si hvis det er lik 0, er volumet på noe som er utsatt for varme konstant.
3) angående variasjonen av intern energi (ΔU):
- Hvis den interne energivariasjonen er større enn 0, er det en økning i temperaturen.
- Hvis den interne energivariasjonen er mindre enn 0, er det en reduksjon i temperaturen.
- Hvis det ikke er noen endring i intern energi, det vil si hvis den er lik 0, er temperaturen konstant.
Det konkluderes med at temperaturen kan økes med varme eller med arbeid.
Eksempel
Oppvarming av gasser får maskinene til å starte opp, det vil si for eksempel å utføre arbeid i et anlegg.
Dette skjer på følgende måte: gassene overfører energi inne i maskinene, noe som får dem til å øke i volum og derfra aktivere mekanismene til maskinene. Når den er aktivert, begynner mekanismene å fungere.
Les også
- Termodynamikk
- Carnot-syklus
- Hess 'lov
Lov om termodynamikk
Lovene om termodynamikk er fire. I tillegg til den første, som vi har å gjøre med, er det:
- Zero Law of Thermodynamics - tar for seg forholdene for å oppnå termisk likevekt;
- Andre lov om termodynamikk - avtaler overføring av termisk energi;
- Tredje lov om termodynamikk - tar for seg materiens oppførsel med entropi nær null.
Øvelser
1. (Ufla-MG) I en reversibel gassformig transformasjon er variasjonen av den indre energien + 300 J. Det var kompresjon, og arbeidet utført av gassens trykk er i modul 200 J. Så det er sant at gass
a) ga 500 J varme til mediet
b) ga 100 J varme til mediet
c) mottok 500 J varme fra mediet
d) mottok 100 J varme fra mediet
e) gjennomgikk en adiabatisk transformasjon
Alternativ d: mottok 100 J varme fra midten
Se også: Øvelser på termodynamikk
2. (MACKENZIE-SP) Hold en smal åpning i munnen, blåse hånden kraftig nå! Den så? Du har produsert en adiabatisk transformasjon! I den gjennomgikk luften du utviste en voldsom ekspansjon, i løpet av hvilken:
a) arbeidet som ble utført tilsvarte reduksjonen i den indre energien til denne luften, da det ikke var noen varmeveksling med det ytre miljøet;
b) arbeidet som ble utført tilsvarte økningen i den indre energien i denne luften, ettersom det ikke var noen varmeveksling med det ytre miljøet;
c) arbeidet som ble utført tilsvarte økningen i mengden varme som denne luften byttet ut med mediet, da det ikke var noen variasjon i dens indre energi;
d) det ble ikke utført noe arbeid, siden luften ikke absorberte varme fra omgivelsene og ikke led noen variasjon i indre energi;
e) det ble ikke utført noe arbeid, siden luften ikke ga varme til mediet og ikke led noen endring i indre energi.
Alternativ a: arbeidet som ble utført tilsvarte reduksjonen av den indre energien i denne luften, da det ikke er varmeutveksling med det ytre miljøet.
Se også: adiabatisk transformasjon
