Den första lagen om termodynamik handlar om vad som krävs för att arbete ska förvandlas till värme.
Den är baserad på princip för energibesparing, som är en av de viktigaste principerna för fysik.
Detta energibesparing sker i form av värme och arbete. Det gör det möjligt för ett system att spara och överföra energi, det vill säga energi kan öka, minska eller förbli konstant.
Den första lagen om termodynamik uttrycks av formeln
Q = τ + ΔU
Var,
F: värme
τ: arbete
U: variation av intern energi
Grunden är alltså: värme (Q) härrör från summan av arbete (τ) med variationen av intern energi (UU).
Det kan också hittas enligt följande:
ΔU = Q - W
Var,
U: variation av intern energi
F: värme
W: arbete
Grunden resulterar i samma: variationen av den inre energin (ΔU) resulterar från värmen som utbyts med det externa mediet minus det utförda arbetet (W).
Det betyder,
1) som för värme (Q):
- Om värmen som utbyts med mediet är större än 0, mottar systemet värme.
- Om värmen som utbyts med mediet är mindre än 0 tappar systemet värme.
- Om det inte finns något värmeväxling med mediet, det vill säga om det är lika med 0, varken mottar eller förlorar systemet värme.
2) angående arbete (τ):
- Om arbetet är större än 0 expanderas volymen på något som utsätts för värme.
- Om arbetet är mindre än 0 minskar volymen på något som utsätts för värme.
- Om det inte finns något arbete, det vill säga om det är lika med 0, är volymen på något som utsätts för värme konstant.
3) beträffande variationen av intern energi (ΔU):
- Om den interna energivariationen är större än 0, ökar temperaturen.
- Om den interna energivariationen är mindre än 0 sker en temperaturminskning.
- Om det inte sker någon förändring i intern energi, det vill säga om den är lika med 0, är temperaturen konstant.
Man drar slutsatsen att temperaturen kan höjas med värme eller med arbete.
Exempel
Uppvärmningen av gaser gör att maskinerna startar, det vill säga till exempel arbete i en anläggning.
Detta händer på följande sätt: gaserna överför energi inuti maskinerna, vilket får dem att öka i volym och därifrån aktivera maskinernas mekanismer. När den är aktiverad börjar mekanismerna fungera.
Läs också
- Termodynamik
- Carnot-cykel
- Hess lag
Lagar om termodynamik
Lagarna om termodynamik är fyra. Förutom det första, som vi har att göra med, finns det:
- Zero Law of Thermodynamics - behandlar villkoren för att uppnå termisk jämvikt;
- Andra termodynamiklagen - handlar om överföring av termisk energi;
- Tredje lagen om termodynamik - behandlar materiens beteende med entropi nära noll.
Övningar
1. (Ufla-MG) I en reversibel gasformig transformation är variationen av den inre energin + 300 J. Det kompression och arbetet som gjordes av gasens tryck är i modul 200 J. Så det är sant att gasen
a) gav 500 J värme till mediet
b) gav 100 J värme till mediet
c) fick 500 J värme från mediet
d) fick 100 J värme från mediet
e) genomgick en adiabatisk transformation
Alternativ d: fick 100 J värme från mitten
Se också: Övningar om termodynamik
2. (MACKENZIE-SP) Håll en smal öppning i munnen, blåsa din hand kraftigt nu! Det såg? Du har producerat en adiabatisk transformation! I den genomgick luften du utvisade en våldsam expansion, under vilken:
a) det utförda arbetet motsvarade minskningen av den inre energin i denna luft, eftersom det inte fanns något värmeväxling med den yttre miljön;
b) det utförda arbetet motsvarade ökningen av den inre energin i denna luft, eftersom det inte fanns något värmeväxling med den yttre miljön;
c) det utförda arbetet motsvarade ökningen av mängden värme som denna luft byter ut mot mediet, eftersom det inte fanns någon variation i dess inre energi;
d) det utfördes inget arbete, eftersom luften inte absorberade värme från miljön och inte ledde till någon variation i intern energi;
e) det utfördes inget arbete, eftersom luften inte gav värme till mediet och inte ledde till någon förändring i den inre energin.
Alternativ a: det utförda arbetet motsvarade minskningen av den inre energin i denna luft, eftersom det inte finns något värmeväxling med den yttre miljön.
Se också: adiabatisk transformation
