Pierwsza zasada termodynamiki

Podkreśla to pierwsza zasada termodynamikiZmiana wewnętrznej energii jest możliwa tylko w obecności zewnętrznych wpływów. Innymi słowy, jeśli pewna ilość ciepła jest przekazywana do systemu i praca jest wykonywana na nim, wówczas aktywność tego ciała wzrośnie.

Pierwsza zasada termodynamiki, której definicjajest prawem zachowania energii, dotyczy tylko systemów, które mają wymiary makroskopowe. Jest matematycznym wyrazem pierwszej zasady nauki, która bada ogólne właściwości systemów. To jest termodynamika.

Stan systemu można zmienić za pomocądwa zupełnie różne sposoby. Pierwszy z nich jest związany z działaniem ruchu otaczających ciał na odległości zdefiniowane jako makroskopowe. Możliwe jest również działanie w bezpośrednim sąsiedztwie obiektów nad systemem. Druga metoda polega na przeniesieniu lub usunięciu energii cieplnej. W takim przypadku otaczający system ciała nie zmienia swojej lokalizacji.

Podkreśla to pierwsza zasada termodynamikipoczątkowe i końcowe wartości energii cieplnej i pracy służą jako charakterystyka procesu zachodzącego nad rozważaną substancją. W przypadku, gdy system robi zamknięty cykl, powracając do swojego pierwotnego stanu, wielkość efektu temperatury będzie podobna do pracy, jaką organizm wytworzy.
Pierwsza zasada termodynamiki pozwala nam tworzyćwniosek, że istnieje pojęcie energii wewnętrznej. Jest to cecha stanu systemu. Są przypadki, w których energia wewnętrzna odizolowanego ciała pozostaje niezmieniona. W takim przypadku wymiana ciepła zachodzi tylko między substancjami wewnątrz układu. Wtedy ta ilość ciepła, która wypływa z chłodzących ciał, jest równa jej ilości przepływającej do rozgrzanych ciał. Całkowita energia wewnętrzna zamkniętego układu pozostaje zatem niezmieniona. Ten stan reprezentuje bilans cieplny.

Jeżeli pewna ilość energii jest przekazywana do systemu, wówczas wewnętrzna aktywność ciała jest przyjmowana jako wartość dodatnia, aw procesach odwrotnych - jako wartość ujemna.

Obowiązuje również pierwsza zasada chemii termodynamikiw swoich badaniach. Uważa się, że energia wewnętrzna jest przechowywana w stanie kinetycznym. Jego ekspresją jest ruch jonów, atomów i cząsteczek. Ponadto energia systemu jest przechowywana w siłach wewnątrzjądrowych i wiązaniach chemicznych. Nie można określić wartości bezwzględnej aktywności substancji. W związku z tym ustalono zmianę związaną z konkretnym procesem.

Uwzględniono pierwsze prawo termodynamiki w chemiidziała jako rozszerzenie substancji. Jego działanie jest skierowane przeciwko zewnętrznemu ciśnieniu atmosferycznemu. Dodatnia wartość tej pracy oznacza, że ​​system zwiększa swoją energię wewnętrzną. Przy wartości ujemnej występuje strata.

Praca, a także ciepło nie należą do właściwościsystem. Parametry te służą do scharakteryzowania interakcji materii z jej otoczeniem. Dzieło służy zatem jako ekspresja ilościowa dla przeniesienia ruchu cząsteczek, który jest uporządkowany, a ciepło jest odpowiednikiem chaotycznego przemieszczenia. Jest to szczególnie widoczne w reakcjach chemicznych. Jeśli proces nie wszedł do początkowego etapu lub został już zakończony, niemożliwe jest stwierdzenie obecności pracy i ciepła w systemie. Podczas reakcji chemicznej wszystkie atomy są uporządkowane. W tym przypadku niektóre wiązania są niszczone, a inne formowane. W rezultacie wewnętrzny stan systemu i jego energia zmieniają się. Przekształcenia te powodują odpływ ciepła z substancji do jej otoczenia.

Zgodnie z pierwszą zasadą termodynamiki, pracajakikolwiek mechanizm jest zapewniany przez pewną ilość ciepła, które musi być odbierane z zewnątrz lub poprzez zmniejszanie jego energii wewnętrznej. W ten sposób wysiłki wielu wynalazców, próbujących skonstruować perpetuum mobile, były początkowo skazane na niepowodzenie.