Первый закон термодинамики касается того, что нужно для превращения работы в тепло.
Он основан на принцип сохранения энергии, который является одним из важнейших принципов физики.
Это сохранение энергии происходит в форме тепла и работы. Это позволяет системе сохранять и передавать энергию, то есть энергия может увеличиваться, уменьшаться или оставаться постоянной.
Первый закон термодинамики выражается формулой
Q = τ + ΔU
Где,
Q: нагревать
τ: Работа
U: изменение внутренней энергии
Таким образом, его основа: тепло (Q) получается из суммы работы (τ) с изменением внутренней энергии (ΔU).
Также его можно найти так:
ΔU = Q - W
Где,
U: изменение внутренней энергии
Q: нагревать
W: Работа
Основание приводит к тому же: изменение внутренней энергии (ΔU) происходит в результате теплообмена с внешней средой за вычетом выполненной работы (W).
Это означает,
1) по теплу (Q):
- Если теплообмен со средой больше 0, система получает тепло.
- Если теплообмен со средой меньше 0, система теряет тепло.
- Если теплообмена со средой отсутствует, то есть если он равен 0, система не получает и не теряет тепло.
2) по работе (τ):
- Если работа больше 0, объем чего-либо подвергнутого нагреванию увеличивается.
- Если работа меньше 0, объем чего-либо подверженного нагреву уменьшается.
- Если нет работы, то есть если он равен 0, объем чего-либо подвергнутого нагреванию постоянен.
3) относительно изменения внутренней энергии (ΔU):
- Если изменение внутренней энергии больше 0, происходит повышение температуры.
- Если изменение внутренней энергии меньше 0, происходит снижение температуры.
- Если нет изменения внутренней энергии, то есть если она равна 0, температура постоянна.
Делается вывод, что температуру можно повышать теплом или работой.
Пример
Нагрев газов заставляет машины запускаться, то есть, например, выполнять работу на заводе.
Это происходит следующим образом: газы передают энергию внутри машин, что заставляет их увеличиваться в объеме и оттуда запускать механизмы машин. При активации механизмы начинают работать.
Тоже читай
- Термодинамика
- Цикл Карно
- Закон Гесса
Законы термодинамики
Законов термодинамики четыре. Помимо первого, с которым мы имеем дело, есть:
- Нулевой закон термодинамики - занимается условиями получения теплового равновесия;
- Второй закон термодинамики - занимается передачей тепловой энергии;
- Третий закон термодинамики - занимается поведением материи с энтропией, близкой к нулю.
Упражнения
1. (Уфла-МГ) При обратимом газовом превращении изменение внутренней энергии составляет + 300 Дж. Произошло сжатие, и работа, совершаемая давлением газа, составляет в модуле 200 Дж. Так это правда, что газ
а) дал 500 Дж тепла среде
б) дал 100 Дж тепла среде
в) получил 500 Дж тепла от среды
г) получил 100 Дж тепла от среды
д) претерпели адиабатическое преобразование
Альтернатива d: получено 100 Дж тепла от середины
Смотри тоже: Упражнения по термодинамике
2. (MACKENZIE-SP) Держа узкое отверстие во рту, теперь энергично подуйте в руку! Это видели? Вы произвели адиабатическое преобразование! В нем воздух, который вы изгнали, подвергся сильному расширению, во время которого:
а) выполненная работа соответствовала уменьшению внутренней энергии этого воздуха, так как не было теплообмена с внешней средой;
б) проведенная работа соответствовала увеличению внутренней энергии этого воздуха, так как не было теплообмена с внешней средой;
в) выполненная работа соответствовала увеличению количества тепла, обмениваемого этим воздухом со средой, поскольку не было изменения его внутренней энергии;
г) не проводились работы, так как воздух не поглощал тепло из окружающей среды и не испытывал колебаний внутренней энергии;
д) работы не проводились, так как воздух не отдавал теплоту среде и не претерпевал никаких изменений внутренней энергии.
Вариант а: проведенная работа соответствовала уменьшению внутренней энергии этого воздуха, так как отсутствует теплообмен с внешней средой.
Смотри тоже: адиабатическое преобразование
