กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์

กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์เกี่ยวข้องกับสิ่งที่ต้องใช้เพื่อให้งานกลายเป็นความร้อน

มันขึ้นอยู่กับ หลักการอนุรักษ์พลังงานซึ่งเป็นหนึ่งในหลักการที่สำคัญที่สุดของฟิสิกส์

การอนุรักษ์พลังงานนี้เกิดขึ้นในรูปแบบของความร้อนและการทำงาน ทำให้ระบบสามารถอนุรักษ์และถ่ายเทพลังงานได้ กล่าวคือ พลังงานสามารถเพิ่ม ลด หรือคงที่ได้

กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์แสดงโดยสูตร

Q = τ + ΔU

ที่ไหน

คิว: ความร้อน
τ: งาน
ยู: การเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายใน

ดังนั้น รากฐานของมันคือ: ความร้อน (Q) เป็นผลมาจากผลรวมของงาน (τ) กับการแปรผันของพลังงานภายใน (ΔU)

ยังสามารถพบได้ดังนี้:

ΔU = Q - W

ที่ไหน

ยู: การเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายใน
คิว: ความร้อน
W: งาน

ผลลัพธ์ของรากฐานเหมือนกัน: การเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายใน (ΔU) เป็นผลมาจากความร้อนที่แลกเปลี่ยนกับตัวกลางภายนอกลบด้วยงาน (W) ที่ทำ

นั่นหมายความว่า,

1) ความร้อน (Q):

• หากความร้อนที่แลกเปลี่ยนกับตัวกลางมากกว่า 0 ระบบจะรับความร้อน
• หากความร้อนที่แลกเปลี่ยนกับตัวกลางมีค่าน้อยกว่า 0 ระบบจะสูญเสียความร้อน
• หากไม่มีการแลกเปลี่ยนความร้อนกับตัวกลาง นั่นคือ หากมีค่าเท่ากับ 0 ระบบจะไม่รับหรือสูญเสียความร้อน

2) เกี่ยวกับงาน (τ):

• ถ้างานมีค่ามากกว่า 0 ปริมาตรของสิ่งที่สัมผัสกับความร้อนจะเพิ่มขึ้น
• ถ้างานน้อยกว่า 0 ปริมาณของสิ่งที่สัมผัสกับความร้อนจะลดลง
• หากไม่มีการทำงาน นั่นคือ ถ้ามันเท่ากับ 0 ปริมาตรของสิ่งที่สัมผัสกับความร้อนจะคงที่

3) เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายใน (ΔU):

• หากความแปรผันของพลังงานภายในมากกว่า 0 แสดงว่าอุณหภูมิเพิ่มขึ้น
• หากความแปรผันของพลังงานภายในน้อยกว่า 0 แสดงว่าอุณหภูมิลดลง
• หากไม่มีการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายใน กล่าวคือ หากมีค่าเท่ากับ 0 อุณหภูมิจะคงที่

สรุปได้ว่าอุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นด้วยความร้อนหรือในการทำงาน

ตัวอย่าง

การให้ความร้อนของก๊าซทำให้เครื่องจักรเริ่มทำงาน กล่าวคือ เพื่อทำงานในโรงงาน เป็นต้น

สิ่งนี้เกิดขึ้นในลักษณะต่อไปนี้: ก๊าซถ่ายเทพลังงานภายในเครื่องจักร ซึ่งทำให้พวกมันมีปริมาตรเพิ่มขึ้น และจากนั้นเปิดใช้งานกลไกของเครื่องจักร เมื่อเปิดใช้งานกลไกจะเริ่มทำงาน

อ่านด้วยนะ

• อุณหพลศาสตร์
• วงจรการ์โนต์
• กฎของเฮสส์

กฎของอุณหพลศาสตร์

กฎของอุณหพลศาสตร์มีสี่ประการ นอกเหนือจากครั้งแรกที่เรากำลังเผชิญอยู่มี:

• กฎศูนย์ของอุณหพลศาสตร์ - เกี่ยวข้องกับเงื่อนไขเพื่อให้ได้มาซึ่งสมดุลทางความร้อน
• กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ - เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนพลังงานความร้อน
• กฎข้อที่สามของอุณหพลศาสตร์ - เกี่ยวข้องกับพฤติกรรมของสสารที่มีเอนโทรปีใกล้ศูนย์

การออกกำลังกาย

1. (Ufla-MG) ในการแปลงก๊าซแบบย้อนกลับได้ ความแปรผันของพลังงานภายในคือ +300 J มีการบีบอัดและงานที่ทำโดยแรงดันของแก๊สอยู่ในโมดูล 200 J. มันก็จริงนะที่แก๊ส

ก) ให้ความร้อน 500 จูลแก่ตัวกลาง

b) ให้ความร้อน 100 J แก่สื่อ

c) ได้รับความร้อน 500 J จากตัวกลาง

d) ได้รับความร้อน 100 J จากตัวกลาง

จ) ได้รับการเปลี่ยนแปลงแบบอะเดียแบติก

ดูคำตอบ

ทางเลือก d: ได้รับความร้อน 100 J จากตรงกลาง

ดูด้วย: แบบฝึกหัดเกี่ยวกับอุณหพลศาสตร์

2. (MACKENZIE-SP) อ้าปากให้แคบ เป่ามือแรงๆ เดี๋ยวนี้! มันเห็น? คุณได้สร้างการเปลี่ยนแปลงแบบอะเดียแบติก! ในนั้น อากาศที่คุณขับออกมาได้ขยายตัวอย่างรุนแรง ในระหว่างนั้น:

ก) งานที่ทำสอดคล้องกับการลดลงของพลังงานภายในของอากาศนี้เนื่องจากไม่มีการแลกเปลี่ยนความร้อนกับสภาพแวดล้อมภายนอก

b) งานที่ทำสอดคล้องกับการเพิ่มขึ้นของพลังงานภายในของอากาศนี้เนื่องจากไม่มีการแลกเปลี่ยนความร้อนกับสภาพแวดล้อมภายนอก

c) งานที่ดำเนินการสอดคล้องกับการเพิ่มขึ้นของปริมาณความร้อนที่แลกเปลี่ยนโดยอากาศนี้กับตัวกลาง เนื่องจากไม่มีการแปรผันของพลังงานภายใน

d) ไม่มีการดำเนินการใด ๆ เนื่องจากอากาศไม่ดูดซับความร้อนจากสิ่งแวดล้อมและไม่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายใน

จ) ไม่มีการดำเนินการใดๆ เนื่องจากอากาศไม่ให้ความร้อนแก่ตัวกลาง และไม่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายใน

ดูคำตอบ

ทางเลือก ก: งานที่ทำสอดคล้องกับการลดพลังงานภายในของอากาศนี้ เนื่องจากไม่มีการแลกเปลี่ยนความร้อนกับสภาพแวดล้อมภายนอก

ดูด้วย: การเปลี่ยนแปลงอะเดียแบติก