熱力学の第一法則は何ですか？

熱力学の最初の法則は、エネルギー保存の法則としても知られています。 エネルギーを破壊または創造することはできないと述べています。 それは宇宙で保存されており、たとえそれが形を変えたとしても、どこかに行き着かなければなりません。 システムの仕事、熱、エネルギーの研究が含まれます。 熱機関はしばしば熱力学の第一法則の議論を促します。 ただし、これは自然の最も基本的な法則の1つと考えられています。

熱力学の最初の法則の研究を掘り下げると、法則に関連する方程式の分析と計算をすぐに開始します。ΔU= Q –W。この方程式は、システムの内部エネルギーの変化が熱に等しいことを意味します。システムに加えられた作業をシステムに追加します。 代わりに、方程式ΔU= Q + Wが使用されることもあります。 唯一の違いは、システムで実行される作業ではなく、システムで実行される作業を計算することです。 言い換えれば、システムが周囲のシステムで機能する場合、作業はプラスになり、周囲がシステムで機能する場合、マイナスになります。

物理学を研究するとき、閉じたシステム内のガスに熱を加えることを含む一般的な例があります。 例では、そのガスが機能するように拡張します。 ピストンが内燃機関のガスを押し下げる、またはガスに圧力をかけることで視覚化できます。 したがって、作業はシステムによって行われます。 あるいは、化学プロセスと化学反応を研究する場合、システムで作業が行われる条件を研究するのが一般的です。

熱力学の第一法則を計算するための標準単位はジュール（J）です。 ただし、法律を研究している多くの人々は、カロリーまたは英国熱量単位（BTU）の観点から計算を行っています。 保全を実際の数値で計算すると役立つ場合があります。そうすることで、人々が法の仕組みを確認できます。 モーターが周囲で4,000 Jの仕事をする場合、内部エネルギーは4,000 J減少します。動作中に5,000 Jの熱も放出すると、内部エネルギーはさらに5,000 J減少します。その結果、システムのエネルギーは合計-9,000 J減少します。

代替計算では、システムが周囲で4,000 Jの作業を行い、周囲から5,000 Jの熱を吸収する場合、結果は異なります。 その場合、5,000 Jのエネルギーが入り、4,000 Jのエネルギーが出ます。 したがって、システムの合計内部エネルギーは1,000 Jです。

最後に、熱力学の第一法則に関する計算を通じて、負の仕事や周囲の環境で行われた仕事も例証できます。 たとえば、周囲が同時に5,000 Jを実行するか、システムで動作するときにシステムが4,000 Jを吸収すると、別の結果が表示されます。 すべてのエネルギーがシステムに流れ込むため、内部エネルギーの合計は最大9,000 Jに跳ね上がります。