Quelle est la première loi de la thermodynamique?
La première loi de la thermodynamique est également connue sous le nom de loi de conservation de l'énergie. Il affirme que l’énergie ne peut être ni détruite ni créée; il est conservé dans l'univers et doit finir quelque part, même s'il change de forme. Elle implique l’étude du travail du système, de la chaleur et de l’énergie. Les moteurs thermiques invitent souvent à une discussion sur le premier principe de la thermodynamique; cependant, il est considéré comme l'une des lois les plus fondamentales de la nature.
Une fois que les personnes se sont penchées sur l'étude de la première loi de la thermodynamique, elles ont immédiatement commencé à analyser et à calculer l'équation associée à la loi: ΔU = Q - W. Cette équation signifie que la variation de l'énergie interne du système est égale à la chaleur. ajouté au système moins le travail effectué par le système. Dans l'alternative, l'équation ΔU = Q + W est parfois utilisée. La seule différence est que le travail effectué sur le système est calculé, au lieu du travail effectué par le système. En d'autres termes, le travail est positif lorsque le système fonctionne sur son système environnant et négatif lorsque l'environnement fonctionne sur le système.
En physique, il existe un exemple courant qui consiste à ajouter de la chaleur à un gaz dans un système fermé. L'exemple continue en développant ce gaz pour qu'il fonctionne. Cela peut être visualisé comme un piston poussant vers le bas ou appliquant une pression sur les gaz dans un moteur à combustion interne. Ainsi, le travail est effectué par le système. Alternativement, lors de l’étude des processus et réactions chimiques, il est typique d’étudier les conditions dans lesquelles le système est travaillé.
L'unité standard pour calculer la première loi de la thermodynamique est Joules (J); Cependant, de nombreuses personnes qui étudient le droit effectuent également leurs calculs en termes de calories ou de l'unité thermique britannique (BTU). Il est parfois utile de calculer la conservation avec les chiffres réels, ce qui permet aux gens de voir comment fonctionne la loi. Si un moteur effectue 4 000 J de travail sur son environnement, l’énergie interne diminue de 4 000 J. S'il dégage également 5 000 J de chaleur pendant qu’il fonctionne, l’énergie interne diminue de 5 000 J supplémentaire. l'énergie du système diminue de 9 000 J au total.
Dans un calcul alternatif, si un système effectue 4 000 J de travail sur son environnement puis absorbe 5 000 J de chaleur de son environnement, le résultat est différent. Dans ce cas, il y a 5 000 J d'énergie entrant et 4 000 J d'énergie sortant. Ainsi, l'énergie interne totale du système est de 1 000 J.
Enfin, le travail négatif ou les travaux effectués sur le système par l'environnement peuvent être illustrés par des calculs concernant le premier principe de la thermodynamique. Par exemple, si le système absorbe 4 000 J alors que l’environnement effectue simultanément 5 000 J ou travaille sur le système, un autre résultat sera visible. Étant donné que toutes les énergies circulent dans le système, l’énergie interne totale monte à 9 000 J.