1。一定の体積で物質を加熱
*ストーブに密閉された水の容器を置くと想像してください。ストーブからの熱が水に移動し、その内部エネルギー(温度)が増加します。
*容器が密閉されているため、水の容積は一定のままです。これは、システムで作業が行われないことを意味します(作業には、ボリュームの変更が必要です)。
*この場合の最初の法律は単純です:Δu=q 、 どこ:
*ΔUは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
2。化学反応を伴う断熱容器
*完全に絶縁された容器(熱伝達がない)があり、化学反応が内部で行われると、システムの総内部エネルギーが変わります。
*反応は熱(発熱)または熱を放出するか、熱(吸熱)を吸収しますが、システムに入るか出発しないため、q =0。
*最初の法則は:Δu=0 になります (システムの構成が変化しても、内部エネルギーの変化はゼロです)。
3。熱伝達のない閉じたシステム
*完全に孤立したシステムを想像してください(熱や作業を周囲と交換することはできません)。
*システム内の変更は内部プロセスによるものであり、総内部エネルギーは一定のままです。
*この場合の最初の法律は次のとおりです。Δu=0 、システムで熱や作業が行われていないという事実を反映しています。
覚えておくべきキーポイント
*熱力学の最初の法則は、システムの内部エネルギーの変化はシステムに追加されたシステムに加えられた熱に等しいと述べています。Δu=q -w 。
* 作業は、力が距離で作用するときに行われます。 熱力学のコンテキストでは、これは通常、体積の変化を意味します。
*(密閉された容器のように)体積に変化がない場合、作業は行われていません。
*これらの例は、作業が行われていない場合でも最初の法律がどのように適用されるかを示しており、内部エネルギーの変化が熱伝達だけで促進される可能性があることを示しています。