열역학의 첫 번째 법칙은 무엇입니까?

열역학 제 1 법칙은 에너지 보존 법칙으로도 알려져 있습니다. 에너지는 파괴되거나 생성 될 수 없다고 명시되어있다. 우주에서 보존되며 형태가 바뀌더라도 어딘가에 있어야합니다. 여기에는 시스템 작업, 열 및 에너지에 대한 연구가 포함됩니다. 열 엔진은 종종 열역학 제 1 법칙에 대한 논의를 촉구한다. 그러나 가장 기본적인 자연 법칙 중 하나로 간주됩니다.

일단 사람들이 열역학 제 1 법칙에 대해 연구하고 나면 즉시 법칙과 관련된 방정식을 분석하고 계산하기 시작합니다 : ΔU = Q – W.이 방정식은 시스템의 내부 에너지 변화가 열과 같다는 것을 의미합니다 시스템이 수행 한 작업을 시스템에 추가했습니다. 대안으로, 때로는 방정식 ΔU = Q + W가 사용됩니다. 유일한 차이점은 시스템에서 수행 한 작업 대신 시스템에서 수행 된 작업을 계산한다는 것입니다. 다시 말해, 시스템이 주변 시스템에서 작동하면 작업이 긍정적이고 주변 환경이 시스템에서 작동하면 부정적입니다.

물리학을 연구 할 때 닫힌 시스템에서 가스에 열을 추가하는 일반적인 예가 있습니다. 가스가 작동하도록 가스를 확장하여 예제를 계속합니다. 내연 기관에서 가스를 누르거나 압력을 가하는 피스톤으로 시각화 할 수 있습니다. 따라서 작업은 시스템에 의해 수행됩니다. 대안 적으로, 화학 공정 및 반응을 연구 할 때 시스템에서 작업이 수행되는 조건을 연구하는 것이 일반적입니다.

열역학 제 1 법칙을 계산하기위한 표준 단위는 줄 (J)이다. 그러나 법을 연구하는 많은 사람들은 칼로리 나 영국식 열 단위 (BTU)로 계산을합니다. 실제 숫자로 보존을 계산하는 것이 도움이되므로 사람들은 법이 어떻게 작동하는지 알 수 있습니다. 모터가 주변에서 4,000J의 작업을 수행하면 내부 에너지가 4,000J 씩 감소합니다. 작동하는 동안 5,000J의 열을 방출하면 내부 에너지가 추가로 5,000J만큼 감소합니다. 시스템의 에너지는 총 -9,000J 감소합니다.

대체 계산에서 시스템이 주변 환경에서 4,000J의 작업을 수행 한 다음 주변 환경에서 5,000J의 열을 흡수하면 결과가 다릅니다. 이 경우 5,000J의 에너지가 나가고 4,000J의 에너지가 나옵니다. 따라서 시스템의 총 내부 에너지는 1,000J입니다.

마지막으로, 열역학 제 1 법칙에 관한 계산을 통해 주변 환경에 의한 부정적인 작업 또는 작업이 예시 될 수있다. 예를 들어, 주변 환경이 동시에 5,000J를 수행하거나 시스템에서 작업 할 때 시스템이 4,000J를 흡수하면 다른 결과가 나타납니다. 모든 에너지가 시스템으로 흐르기 때문에 총 내부 에너지가 최대 9,000 J로 점프합니다.