Intern energi (U):
* Representerar den totala energin som har ett system på grund av rörelse och interaktion mellan dess beståndsdelar (atomer och molekyler).
* Inkluderar kinetisk energi (från rörelse) och potentiell energi (från interaktioner).
* Är en tillståndsfunktion, vilket betyder att den endast beror på systemets nuvarande tillstånd, inte på den väg som tas för att nå det tillståndet.
värme (Q):
* Överföringen av termisk energi mellan föremål eller system vid olika temperaturer.
* Representerar den energi som flyter på grund av en temperaturskillnad.
* Är en processfunktion, vilket innebär att den beror på den väg som tagits under energiöverföringen.
* Kan vara positiv (värme tillagd i systemet) eller negativt (värme tas bort från systemet).
Work (W):
* Energi överförd på grund av en kraft som verkar över ett avstånd.
* Kan vara mekaniskt arbete (t.ex. trycka på en kolv), elektriskt arbete (t.ex. att köra en motor) eller andra former.
* Är också en processfunktion, beroende på den väg som tagits.
* Kan vara positivt (arbete som utförts av systemet) eller negativt (arbete som utförs på systemet).
Den första lagen om termodynamik:
* Denna lag säger att förändringen i intern energi (ΔU) för ett stängt system är lika med värmen som läggs till systemet (q) minus det arbete som utförts av systemet (W):
ΔU =Q - W
Förhållandesöversikt:
* Värme och arbete är mekanismerna för att ändra den inre energin i ett system.
* Att lägga till värme till ett system ökar dess inre energi, medan arbetet med ett system minskar dess inre energi.
* Den första lagen om termodynamik ger det kvantitativa förhållandet mellan dessa tre mängder.
Exempel:
Föreställ dig att en stängd behållare med gas värms upp. Värmen tillsatt (q) kommer att öka den inre energin (U) för gasen, vilket gör att molekylerna rör sig snabbare och ökar trycket. Om behållaren får expandera kommer gasen att göra arbete (W) genom att trycka mot den omgivande miljön. Förändringen i den inre energin kommer att vara lika med värmen som tilläggs minus det utförda arbetet.
Nyckelpunkter:
* Värme och arbete är inte egenskaperna hos själva systemet utan representerar snarare energiöverföringar.
* Intern energi är en egenskap hos systemet, som representerar dess totala energiinnehåll.
* Den första lagen om termodynamik är en grundläggande princip som styr energibandsel.
Att förstå förhållandet mellan värme, arbete och intern energi är avgörande för att förstå olika termodynamiska processer och deras tillämpningar.
