¿Cuál es la primera ley de la termodinámica?
La primera ley de la termodinámica también se conoce como la ley de conservación de la energía. Establece que la energía no puede ser destruida o creada; Se conserva en el universo y debe terminar en algún lugar, incluso si cambia los formularios. Implica el estudio del trabajo del sistema, el calor y la energía. Los motores de calor a menudo provocan una discusión de la primera ley de la termodinámica; Sin embargo, se considera una de las leyes más fundamentales de la naturaleza.
Una vez que las personas profundizan en el estudio de la primera ley de la termodinámica, inmediatamente comienzan a analizar y calcular la ecuación asociada con la ley: ΔU = Q - W. Esta ecuación significa que el cambio en la energía interna del sistema es igual al calor agregado al sistema menos el trabajo realizado por el sistema. En la alternativa, a veces se usa la ecuación ΔU = Q + W. La única diferencia es que calcula el trabajo realizado en el sistema, en lugar del trabajo realizado por el sistema. En otras palabras, el trabajo es positivo cuando el sistema funciona en sus alrededoressistema y negativo cuando los alrededores funcionan en el sistema.
Al estudiar la física, hay un ejemplo común que implica agregar calor a un gas en un sistema cerrado. El ejemplo continúa expandiendo ese gas para que funcione. Se puede visualizar como un pistón que empuja hacia abajo o aplica presión sobre los gases en un motor de combustión interna. Por lo tanto, el trabajo lo realiza el sistema. En la alternativa, al estudiar procesos y reacciones químicas, es típico de estudiar condiciones donde el trabajo se realiza en el sistema.
La unidad estándar para calcular la primera ley de la termodinámica es Joules (J); Sin embargo, muchas personas que estudian la ley también hacen sus cálculos en términos de la caloría o la Unidad Térmica Británica (BTU). A veces es útil calcular la conservación con números reales, hacerlo permite a las personas ver cómo funciona la ley. Si un motor hace 4.000 J de trabajo en sus alrededores, la energía interna disminuye en 4,000 J. Si también libera 5,000 J de calor mientras funciona, entonces la energía interna disminuye en 5,000 J. adicionales como resultado, la energía interna del sistema disminuye en un total de -9,000 J.
En un cálculo alternativo, si un sistema hace 4.000 J de trabajo en su entorno y luego absorbe 5,000 J de calor de su entorno, el resultado es diferente. En ese caso, hay 5.000 J de energía y 4,000 J de energía saliendo. Por lo tanto, la energía interna total del sistema es 1,000 J.
Por último, el trabajo negativo o el trabajo realizado en el sistema por los alrededores también pueden ejemplificarse a través de cálculos con respecto a la primera ley de la termodinámica. Por ejemplo, si el sistema absorbe 4,000 J como los alrededores realizan simultáneamente 5,000 j o trabajan en el sistema, se verá otro resultado. Dado que todas las energías fluyen hacia el sistema, el total de energía interna aumenta hasta 9,000 J.