Was ist das erste Gesetz der Thermodynamik?

Das erste Gesetz der Thermodynamik ist auch als Energieerhaltungsgesetz bekannt. Es besagt, dass Energie nicht zerstört oder geschaffen werden kann; Es ist im Universum erhalten und muss irgendwo enden, auch wenn es Formen ändert. Es beinhaltet die Untersuchung von Systemarbeit, Wärme und Energie. Wärmemotoren führen häufig zu einer Diskussion über das erste Gesetz der Thermodynamik; Es gilt jedoch als eines der grundlegendsten Naturgesetze.

Sobald die Menschen in die Untersuchung des ersten Thermodynamiks eingeteilt werden, beginnen sie sofort mit der Analyse und Berechnung der mit dem Gesetz verbundenen Gleichung: ΔU = q - W. Diese Gleichung bedeutet, dass die Änderung der internen Energie des Systems gleich der vom System geleisteten Arbeit ist. In der Alternative wird manchmal die Gleichung ΔU = q + w verwendet. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Arbeiten am System anstelle der vom System geleisteten Arbeit berechnet werden. Mit anderen Worten, die Arbeit ist positiv, wenn das System in seiner Umgebung funktioniertSystem und negativ, wenn die Umgebung am System funktioniert.

Bei der Untersuchung der Physik gibt es ein häufiges Beispiel, bei dem ein Gas in einem geschlossenen System Wärme addiert wird. Das Beispiel wird fortgesetzt, indem das Gas so erweitert wird, dass es funktioniert. Es kann als Kolben sichtbar gemacht werden, der Druck auf Gase in einem Verbrennungsmotor nach unten drückt oder ausübt. Somit erfolgt die Arbeit vom System. Alternativ ist es bei der Untersuchung chemischer Prozesse und Reaktionen typisch, um Bedingungen zu untersuchen, bei denen die Arbeiten am System durchgeführt werden.

Die Standardeinheit für die Berechnung des ersten Thermodynamik -Gesetzes ist Joule (J); Viele Menschen, die das Gesetz studieren, machen jedoch auch ihre Berechnungen in Bezug auf die Kalorien oder die britische Wärmeeinheit (BTU). Es ist manchmal hilfreich, die Erhaltung mit den tatsächlichen Zahlen zu berechnen, und ermöglicht es den Menschen, zu sehen, wie das Gesetz funktioniert. Wenn ein Motor 4.000 J Arbeit an seiner Umgebung erledigt, Die innere Energie nimmt um 4.000 J. ab, wenn sie während der Arbeit auch 5.000 J Wärme freigibt, und dann nimmt die innere Energie um weitere 5.000 J. ab, wobei die interne Energie des Systems um insgesamt -9.000 J.

abnimmt

In einer alternativen Berechnung ist das Ergebnis unterschiedlich, wenn ein System 4.000 J an seiner Umgebung an seiner Umgebung arbeitet und dann 5.000 J Wärme aus seiner Umgebung absorbiert. In diesem Fall wird 5.000 J Energie in und 4.000 J Energie ausgegangen. Somit beträgt die gesamte interne Energie des Systems 1.000 J.

Schließlich können negative Arbeiten oder Arbeiten, die durch die Umgebung am System geleistet werden, auch durch Berechnungen zum ersten Gesetz der Thermodynamik veranschaulicht werden. Wenn das System beispielsweise 4.000 J als Umgebung gleichzeitig 5.000 J oder Arbeiten am System absorbiert, wird ein weiteres Ergebnis angezeigt. Da alle Energien in das System fließen, springt die gesamte interne Energie bis zu 9.000 J.