Prvý zákon termodynamiky

Prvý zákon termodynamiky sa zaoberá tým, čo je potrebné na to, aby sa práca zmenila na teplo.

Je založený na princíp úspory energie, čo je jeden z najdôležitejších princípov fyziky.

Táto úspora energie sa deje vo forme tepla a práce. Umožňuje systému šetriť a prenášať energiu, to znamená, že energia sa môže zvyšovať, znižovať alebo zostať konštantná.

Prvý zákon termodynamiky je vyjadrený vzorcom

Q = τ + ΔU

Kde,

Q: teplo
τ: práca
U: variácia vnútornej energie

Jeho základ teda je: teplo (Q) je výsledkom súčtu práce (τ) s variáciou vnútornej energie (ΔU).

Dá sa nájsť aj takto:

ΔU = Q - W

Kde,

U: variácia vnútornej energie
Q: teplo
Ž: práca

Výsledkom je to isté: zmena vnútornej energie (ΔU) je výsledkom výmeny tepla s externým médiom mínus vykonaná práca (W).

To znamená,

1) pokiaľ ide o teplo (Q):

  • Ak je teplo vymenené s médiom väčšie ako 0, systém prijíma teplo.
  • Ak je teplo vymenené s médiom menšie ako 0, systém stráca teplo.
  • Ak nedochádza k výmene tepla s médiom, to znamená, že ak je rovné 0, systém ani neprijíma, ani nestráca teplo.

2) pokiaľ ide o prácu (τ):

  • Ak je práca väčšia ako 0, objem niečoho, čo je vystavené teplu, sa rozšíri.
  • Ak je práca menšia ako 0, objem niečoho, čo je vystavené teplu, sa zníži.
  • Ak nie je práca, to znamená, že ak sa rovná 0, je objem niečoho vystaveného teplu konštantný.

3) pokiaľ ide o zmeny vnútornej energie (ΔU):

  • Ak je zmena vnútornej energie väčšia ako 0, dôjde k zvýšeniu teploty.
  • Ak je zmena vnútornej energie menšia ako 0, dôjde k poklesu teploty.
  • Ak nedôjde k zmene vnútornej energie, to znamená ak je rovná 0, je teplota konštantná.

Dospelo sa k záveru, že teplotu je možné zvýšiť teplom alebo prácou.

Príklad

Zahriatie plynov spôsobí spustenie strojov, to znamená napríklad prácu v závode.

Stáva sa to nasledujúcim spôsobom: plyny prenášajú energiu vo vnútri strojov, čo spôsobí ich zväčšenie objemu a odtiaľ aktiváciu mechanizmov strojov. Po aktivácii začnú mechanizmy pracovať.

Čítajte tiež

  • Termodynamika
  • Carnotov cyklus
  • Hessov zákon

Zákony termodynamiky

Zákony termodynamiky sú štyri. Okrem prvého, ktorým sa zaoberáme, existujú:

  • Nulový zákon termodynamiky - zaoberá sa podmienkami dosiahnutia tepelnej rovnováhy;
  • Druhý zákon termodynamiky - zaoberá sa prenosom tepelnej energie;
  • Tretí zákon termodynamiky - zaoberá sa správaním hmoty s entropiou blízkou nule.

Cvičenia

1. (Ufla-MG) Pri reverzibilnej plynnej transformácii je variácia vnútornej energie + 300 J. Došlo k stlačeniu a práca vykonaná tlakom plynu je v module 200 J. Takže je pravda, že plyn

a) dal médiu 500 J tepla

b) poskytlo médiu 100 J tepla

c) prijalo z média 500 J tepla

d) prijal 100 J tepla z média

e) prešla adiabatickou transformáciou

Alternatíva d: od stredu dostala 100 J tepla

Pozri tiež: Cvičenie z termodynamiky

2. (MACKENZIE-SP) S úzkym otvorom v ústach teraz silno fúkajte rukou! To videlo? Vytvorili ste adiabatickú transformáciu! V ňom vzduch, ktorý ste vylúčili, prešiel prudkou expanziou, počas ktorej:

a) vykonané práce zodpovedali zníženiu vnútornej energie tohto vzduchu, pretože nedošlo k výmene tepla s vonkajším prostredím;

b) vykonané práce zodpovedali zvýšeniu vnútornej energie tohto vzduchu, pretože nedošlo k výmene tepla s vonkajším prostredím;

c) vykonaná práca zodpovedala zvýšeniu množstva tepla vymieňaného týmto vzduchom s médiom, pretože nedošlo k nijakým zmenám v jeho vnútornej energii;

d) neboli vykonané žiadne práce, pretože vzduch neabsorboval teplo z okolia a neutrpel žiadne zmeny vnútornej energie;

e) neuskutočnili sa žiadne práce, pretože vzduch nepreniesol teplo do média a neutrpel žiadnu zmenu vnútornej energie.

Alternatíva a: vykonané práce zodpovedali zníženiu vnútornej energie tohto vzduchu, pretože nedochádza k výmene tepla s vonkajším prostredím.

Pozri tiež: adiabatická transformácia

Farba a frekvencia svetla

Pokusy uskutočňované Youngom sa uskutočňovali vonku, takže vlnové dĺžky zodpovedajú šíreniu svetl...

read more
Trpasličie planéty: vlastnosti a maličkosti

Trpasličie planéty: vlastnosti a maličkosti

planéttrpaslíci sú veľmi podobné bežným planétam. THE gravitácia planét trpaslíkov je dosť silná ...

read more
Plynová zmes. Na zmes plynov sa vzťahoval Daltonov zákon

Plynová zmes. Na zmes plynov sa vzťahoval Daltonov zákon

Daltonov zákon hovorí, že parciálny tlak každého plynu v zmesi plynov sa rovná tlaku, ktorý by v...

read more