Qual é a primeira lei da termodinâmica?
A primeira lei da termodinâmica também é conhecida como Lei da Conservação da Energia. Ele afirma que a energia não pode ser destruída ou criada; É conservado no universo e deve acabar em algum lugar, mesmo que mude de formas. Envolve o estudo do trabalho do sistema, calor e energia. Os motores térmicos geralmente provocam uma discussão sobre a primeira lei da termodinâmica; No entanto, é considerado uma das leis mais fundamentais da natureza.
Depois que as pessoas investigam o estudo da primeira lei da termodinâmica, elas imediatamente começam a analisar e calcular a equação associada à lei: ΔU = Q - W. Essa equação significa que a mudança na energia interna do sistema é igual ao calor adicionado ao sistema menos o trabalho realizado pelo sistema. Na alternativa, às vezes a equação Δu = q + w é usada. A única diferença é que é calcular o trabalho realizado no sistema, em vez do trabalho realizado pelo sistema. Em outras palavras, o trabalho é positivo quando o sistema funciona em seu redorsistema e negativo quando os arredores funcionam no sistema.
Ao estudar física, há um exemplo comum que envolve adicionar calor a um gás em um sistema fechado. O exemplo continua expandindo esse gás para que funcione. Pode ser visualizado como um pistão empurrando para baixo ou aplicando pressão sobre os gases em um motor de combustão interna. Assim, o trabalho é feito pelo sistema. Na alternativa, ao estudar processos e reações químicas, é típico estudar condições em que o trabalho é realizado no sistema.
A unidade padrão para calcular a primeira lei da termodinâmica é Joules (J); No entanto, muitas pessoas que estudam a lei também fazem seus cálculos em termos de calorias ou unidade térmica britânica (BTU). Às vezes, é útil calcular a conservação com números reais, fazê -lo permite que as pessoas vejam como a lei funciona. Se um motor faz 4.000 j de trabalho em seu redor, a energia interna diminui em 4.000 J. Se também libera 5.000 j de calor enquanto estiver funcionando, a energia interna diminui em mais 5.000 J. Como resultado, a energia interna do sistema diminui em um total de -9.000 j.
Em um cálculo alternativo, se um sistema faz 4.000 j de trabalho em seus arredores e absorve 5.000 j de calor do ambiente, o resultado é diferente. Nesse caso, há 5.000 J de energia entrando e 4.000 J de energia saindo. Assim, a energia interna total do sistema é 1.000 J.
Por fim, trabalho ou trabalho negativo realizado no sistema pelos arredores também pode ser exemplificado por meio de cálculos referentes à primeira lei da termodinâmica. Por exemplo, se o sistema absorve 4.000 j como os arredores executam simultaneamente 5.000 j ou trabalham no sistema, outro resultado será visto. Como todas as energias estão fluindo para o sistema, o total de energia interno salta até 9.000 J.