Prvi zakon termodinamike

Prvi zakon termodinamike obravnava, kaj je potrebno, da se delo spremeni v toploto.

Temelji na načelo varčevanja z energijo, ki je eno najpomembnejših načel fizike.

To varčevanje z energijo poteka v obliki toplote in dela. Omogoča sistemu, da prihrani in prenese energijo, to pomeni, da se lahko energija poveča, zmanjša ali ostane nespremenjena.

Prvi zakon termodinamike je izražen s formulo

Q = τ + ΔU

Kje,

V: toplota
τ: delo
U: sprememba notranje energije

Njegova osnova je torej: toplota (Q) je rezultat vsote dela (τ) z variacijo notranje energije (ΔU).

Najdete ga lahko tudi na naslednji način:

ΔU = Q - W

Kje,

U: sprememba notranje energije
V: toplota
W: delo

Rezultat temelja je enako: sprememba notranje energije (ΔU) je posledica izmenjave toplote z zunanjim medijem minus opravljeno delo (W).

To pomeni,

1) glede toplote (Q):

  • Če je toplota, ki se izmenjuje z medijem, večja od 0, sistem prejme toploto.
  • Če je toplota, ki se izmenjuje z medijem, manjša od 0, sistem izgubi toploto.
  • Če z medijem ni izmenjave toplote, to je, če je enaka 0, sistem niti ne sprejema niti ne izgublja toplote.

2) glede dela (τ):

  • Če je delo večje od 0, se prostornina nečesa, ki je izpostavljeno toploti, poveča.
  • Če je delo manjše od 0, se prostornina nečesa, ki je izpostavljeno vročini, zmanjša.
  • Če dela ni, torej če je enako 0, je prostornina nečesa, ki je izpostavljeno toploti, konstantna.

3) glede variacije notranje energije (ΔU):

  • Če je notranje nihanje energije večje od 0, pride do povečanja temperature.
  • Če je notranja variacija energije manjša od 0, pride do zmanjšanja temperature.
  • Če se notranja energija ne spremeni, torej če je enaka 0, je temperatura konstantna.

Ugotovljeno je, da lahko temperaturo zvišujemo s toploto ali z delom.

Primer

Segrevanje plinov povzroči, da se stroji zaženejo, to je na primer za izvajanje del v obratu.

To se zgodi na naslednji način: plini prenašajo energijo znotraj strojev, zaradi česar se povečajo in od tam aktivirajo mehanizme strojev. Ko se mehanizmi aktivirajo, začnejo delovati.

Preberite tudi vi

  • Termodinamika
  • Carnotov cikel
  • Hessov zakon

Zakoni termodinamike

Zakoni termodinamike so štirje. Poleg prvega, s katerim imamo opravka, so še:

  • Ničelni zakon termodinamike - obravnava pogoje za doseganje toplotnega ravnovesja;
  • Drugi zakon termodinamike - ukvarja se s prenosom toplotne energije;
  • Tretji zakon termodinamike - se ukvarja z obnašanjem snovi z entropijo blizu ničle.

Vaje

1. (Ufla-MG) Pri reverzibilni plinasti transformaciji je sprememba notranje energije + 300 J. Prišlo je do stiskanja in delo, ki ga je opravil tlak plina, je v modulu 200 J. Res je torej, da plin

a) dal mediju 500 J toplote

b) dal mediju 100 J toplote

c) je iz medija prejel 500 J toplote

d) iz medija prejel 100 J toplote

e) doživel adiabatsko preobrazbo

Alternativa d: od sredine je prejel 100 J toplote

Glej tudi: Vaje iz termodinamike

2. (MACKENZIE-SP) Držite ozko odprtino v ustih, močno si pihajte roko! Je videl? Ustvarili ste adiabatsko preobrazbo! V njem se je zrak, ki ste ga pregnali, močno razširil, med katerim:

a) opravljeno delo je ustrezalo zmanjšanju notranje energije tega zraka, saj ni bilo izmenjave toplote z zunanjim okoljem;

b) opravljeno delo je ustrezalo povečanju notranje energije tega zraka, saj ni bilo izmenjave toplote z zunanjim okoljem;

c) opravljeno delo je ustrezalo povečanju količine toplote, ki jo ta zrak izmenjuje z medijem, saj ni prišlo do sprememb v njegovi notranji energiji;

d) ni bilo opravljenega dela, ker zrak ni absorbiral toplote iz okolja in ni imel nobenih sprememb v notranji energiji;

e) ni bilo opravljenega dela, saj zrak mediju ni prepuščal toplote in ni imel nobenih sprememb v notranji energiji.

Alternativa a: opravljeno delo je ustrezalo zmanjšanju notranje energije tega zraka, saj ni izmenjave toplote z zunanjim okoljem.

Glej tudi: adiabatska transformacija

Kako olajšati odpiranje pokrova kozarca oliv

Nekateri ljudje trpijo v kuhinji, ko poskušajo pripraviti začimbe, ki vsebujejo zahtevane olive v...

read more

Fotokromna leča. Kaj so fotokromne leče?

V nekem trenutku našega življenja smo že obiskali oftalmologa. Na tem obisku smo opravili več te...

read more
Polnjenje baterij. Polnjenje baterij elektronskih naprav

Polnjenje baterij. Polnjenje baterij elektronskih naprav

Obstaja več naprav, ki za delo potrebujejo električno energijo. Nekateri od njih potrebujejo zam...

read more