Cálculo con la primera ley de la termodinámica: la conservación de la energía
En física, la La primera ley de la termodinámica se ocupa de la conservación de energía. La ley establece que la energía interna, el calor y la energía de trabajo se conservan. La energía interna inicial en un sistema, Tyo, cambios en un interior de la energía final, TF, cuando el calor, Q, es absorbido o liberado por el sistema y el sistema funciona, W, sobre su entorno (o el entorno no trabajar en el sistema), tal que
La parte más confusa acerca del uso de esta ecuación es averiguar qué señales de usar. La cantidad Q (Transferencia de calor) es positiva cuando el sistema absorbe el calor y negativo cuando se calientan las versiones del sistema. La cantidad W (Trabajo) es positiva cuando el sistema funciona en su entorno y negativa cuando el entorno funcionan en el sistema.
Para evitar confusiones, no trate de averiguar los valores positivos o negativos de cada cantidad matemática en la primera ley de thermodynamics- trabajo de la idea de la conservación de energía en su lugar. Pensar en valores del trabajo y el calor que sale del sistema como algo negativo:
Decir que un motor hace 2.000 julios de trabajo sobre su entorno, mientras que la liberación de 3.000 julios de calor. Por cuánto hace su cambio de energía interna? En este caso, usted sabe que el motor hace 2.000 julios de trabajo sobre su entorno, por lo que su energía interna (U) se reducirá en 2.000 julios. Y el sistema también libera 3.000 julios de calor, mientras que haciendo su trabajo, por lo que la energía interna del sistema disminuye por otros 3.000 julios adicionales. Pensar de esta manera hace que el cambio total de energía interna lo siguiente:
La energía interna del sistema disminuye por 5.000 julios, que tiene sentido. Por otra parte, ¿y si el sistema de absorbe 3.000 julios de calor de los alrededores, mientras que realizan 2.000 julios de trabajo en ese entorno? En este caso, tiene 3.000 julios de energía que entra y 2.000 julios de salir. Los signos son ahora fáciles de entender:
Video: Demostración de primera ley de la termodinámica "Conservación de la energía"
En este caso, el cambio neto de la energía interna del sistema es +1.000 julios.
También puede ver el trabajo negativo cuando el entorno funcionan en el sistema. Digamos, por ejemplo, que un sistema absorbe 3.000 julios, al mismo tiempo que realizan su entorno 4.000 julios de trabajo en el sistema. Se puede decir que estas dos energías fluirá en el sistema, por lo que la energía interna del sistema sube en 3.000 J + 4000 = 7000 J J. Si quieres ir por los números, utilice esta ecuación:
Video: 1era Ley de la Termodinamica
A continuación, tenga en cuenta que debido a que los alrededores están haciendo trabajo en el sistema, W se considera negativo. Por lo tanto, se obtiene la siguiente ecuación:
Decir que el sistema absorbe 1.600 julios de calor de los alrededores y realiza 2.300 julios de trabajo en el entorno. ¿Cuál es el cambio en la energía interna del sistema? Use la ecuación
Aquí, Q es positivo, ya que la energía es absorbida por el sistema, y el trabajo también es positivo, ya que el trabajo se realiza por el sistema, por lo que tiene
Video: Primera ley de la Termodinámica
Por lo que la energía interna del sistema disminuye en 700 julios.
Ahora dicen que el sistema absorbe 1.600 julios de calor, mientras que el entorno hacen 2.300 julios de trabajo en el sistema. ¿Cuál es el cambio en la energía interna del sistema?
En este caso, el trabajo realizado por el sistema es negativo - es decir, el entorno funcionan en el sistema. Así, utilizando
usted hace los siguientes cálculos:
Video: Energía y trabajo 16 ley conservación energía mecánica fórmulas
Así pues, en este caso, en el que el sistema absorbe calor y el trabajo se hace en él, el cambio de energía interna es de 3.900 julios.