Vad är den första lagen om termodynamik?

Den första lagen om termodynamik är också känd som lagen om bevarande av energi. Den säger att energi inte kan förstöras eller skapas; Det bevaras i universum och måste hamna någonstans, även om det ändrar formulär. Det involverar studier av systemarbete, värme och energi. Värmemotorer uppmanar ofta en diskussion om den första lagen om termodynamik; Det anses emellertid vara en av de mest grundläggande lagarna i naturen.

När människor har fördjupat studien av den första lagen om termodynamik börjar de omedelbart analysera och beräkna ekvationen som är förknippad med lagen: ΔU = Q - W. Denna ekvation innebär att förändringen i systemets inre energi är lika med värmen som läggs till systemet mindre det arbete som görs av systemet. I alternativet används ibland ekvationen ΔU = q + w. Den enda skillnaden är att det är beräknar det arbete som utförts på systemet istället för det arbete som utförts av systemet. Med andra ord är arbetet positivt när systemet fungerar på sitt omgivningSystem och negativt när omgivningen fungerar på systemet.

När man studerar fysik finns det ett vanligt exempel som innebär att lägga till värme till en gas i ett stängt system. Exemplet fortsätter med att utöka gasen så att den fungerar. Det kan visualiseras som en kolv som skjuter ner eller applicerar tryck på gaser i en förbränningsmotor. Således görs arbete av systemet. Alternativt, när man studerar kemiska processer och reaktioner, är det typiskt att studera förhållanden där arbetet utförs på systemet.

Standardenheten för beräkning av den första lagen om termodynamik är Joules (J); Många som studerar lagen gör emellertid också sina beräkningar när det gäller kalorin eller den brittiska termiska enheten (BTU). Det är ibland bra att beräkna bevarande med faktiska siffror, vilket gör att människor kan se hur lagen fungerar. Om en motor gör 4 000 J arbete på omgivningen, den inre energin minskar med 4 000 J. Om den också släpper 5 000 J värme medan den fungerar, minskar den inre energin med ytterligare 5 000 J. Som ett resultat minskar systemets inre energi med totalt -9 000 j.

I en alternativ beräkning, om ett system gör 4 000 J arbete på omgivningen och sedan absorberar 5 000 J värme från omgivningen, är resultatet annorlunda. I så fall går det 5 000 J energi som går in och 4 000 J energi som går ut. Således är systemets totala inre energi 1 000 J.

Slutligen kan negativt arbete eller arbete som gjorts på systemet av omgivningen också exemplifieras genom beräkningar angående den första termodynamiklagen. Till exempel, om systemet absorberar 4 000 J som omgivningen samtidigt utför 5 000 J eller arbetar på systemet, kommer ett annat resultat att ses. Eftersom alla energier flyter in i systemet hoppar den totala inre energin upp till 9 000 J.