熱力学の最初の法則:省エネ
熱力学の最初の法則では、エネルギーを作成または破壊することはできず、転送または変換されるのみであると述べています 。この基本法は、宇宙のエネルギーの流れを支配し、エネルギーの総量が一定のままであることを保証します。
これが故障です:
1。エネルギー伝達:
* heat(q): 温度差によりオブジェクト間で伝達されるエネルギー。たとえば、熱を水の鍋に移した熱いストーブ。
* work(w): 力が距離にわたってオブジェクトを移動すると、エネルギーが伝達されます。たとえば、床を横切って箱を押している人。
2。エネルギー変換:
*エネルギーは、ポテンシャルエネルギー(エネルギー)から運動エネルギー(運動のエネルギー)まで、フォームを変えることができます。たとえば、高さから落ちたボールは、ポテンシャルエネルギーを速度論的エネルギーに変換します。
3。内部エネルギー(U):
*その分子の運動エネルギーやポテンシャルエネルギーを含むシステム内に含まれる総エネルギー。
数学的式:
熱力学の最初の法則は、数学的に次のように表現できます。
Δu=q + w
どこ:
*ΔUはシステムの内部エネルギーの変化です
* Qはシステムに追加された熱です
* Wはシステムで行われた作業です
方程式の解釈:
*システムに熱が加えられ(q> 0)、作業が行われない場合(w =0)、システムの内部エネルギーが増加します(Δu> 0)。
*システム(w> 0)で作業が行われ、熱が追加されない場合(q =0)、システムの内部エネルギーが増加します(Δu> 0)。
*システムがシステムによって行われ(W <0)、熱が追加されない場合(q =0)、システムの内部エネルギーが減少します(Δu<0)。
意味:
熱力学の最初の法則は、さまざまな分野に大きな意味を持ちます。
* エンジニアリング: 効率的なエンジンと発電所の設計。
* 化学: 化学反応とエネルギーの変化を理解する。
* 物理学: さまざまな物理的プロセスで省エネを研究します。
* 生物学: 生物のエネルギー流の分析。
本質的に、熱力学の最初の法則は、エネルギーは基本的で保存された量であり、宇宙でのエネルギー変換と相互作用を理解するためのフレームワークを提供することを強調しています。