Calculando com a Primeira Lei da Termodinâmica: conservação da energia

Na física, o primeira lei da termodinâmica lida com a conservação de energia. A lei estabelece que a energia interna, calor e energia trabalho são conservados. A energia inicial interno num sistema, você_Eu, alterações a um interno da energia final, você_f, quando o calor, Q, é absorvido ou liberado pelo sistema e o sistema funciona, W, em seus arredores (ou o ambiente que trabalham no sistema), tal que

A parte mais confusa sobre como usar essa equação é descobrir quais sinais de usar. a quantidade Q (Transferência de calor) é positivo quando o sistema absorve calor e negativa quando as versões do sistema aquecer. a quantidade W (Trabalho) é positivo quando o sistema funciona em seu entorno e negativo quando o ambiente não funcionam no sistema.

Para evitar confusão, não tente descobrir os valores positivos ou negativos de cada quantidade matemática na primeira lei da thermodynamics- trabalho a partir da ideia de conservação de energia em seu lugar. Pense em valores do trabalho e do calor que flui para fora do sistema como negativo:

Dizer que um motor faz 2.000 joules de trabalho em seus arredores ao liberar 3.000 joules de calor. Por quanto é que a sua mudança interna de energia? Neste caso, você sabe que o motor faz 2.000 joules de trabalho em seus arredores, assim que sua energia interna (VOCÊ) vai diminuir em 2.000 joules. E o sistema também libera 3.000 joules de calor, enquanto fazendo o seu trabalho, de modo que a energia interna do sistema diminui em mais 3.000 joules. Pensando desta forma faz com que a mudança total da energia interna o seguinte:

A energia interna do sistema diminui por 5.000 joules, o que faz sentido. Por outro lado, que se o sistema absorve 3.000 joules de calor do ambiente ao fazer 2.000 joules de trabalho nesses ambientes? Neste caso, você tem 3.000 joules de energia que vão dentro e 2.000 joules sair. Os sinais são agora mais fácil de entender:

Neste caso, a variação líquida de energia interna do sistema é +1.000 joules.

Você também pode ver o trabalho negativo quando o ambiente não funcionam no sistema. Digamos que, por exemplo, que um sistema absorve 3.000 joules, ao mesmo tempo que os seus arredores executar 4.000 joules de trabalho no sistema. Você pode dizer que estas duas energias fluam para o sistema, de modo que a energia interna do sistema aumenta em 3.000 J + 4.000 J = 7,000 J. Se você quer ir pelos números, use esta equação:

Em seguida, observar que, como os arredores estão fazendo um trabalho sobre o sistema, W é considerado negativo. Portanto, você tem a seguinte equação:

Dizer que o sistema absorve 1.600 joules de calor do ambiente e realiza 2.300 joules de trabalho sobre os arredores. Qual é a variação da energia interna do sistema? Use a equação

Aqui, Q é positiva, porque a energia é absorvida pelo sistema, e o trabalho também é positivo, porque o trabalho é feito pelo sistema, para que têm

Assim, a energia interna do sistema diminui em 700 joules.

Agora dizer que o sistema absorve 1.600 joules de calor, enquanto os arredores fazer 2.300 joules de trabalho no sistema. Qual é a variação da energia interna do sistema?

Neste caso, o trabalho realizado pelo sistema é negativo - isto é, o ambiente que funcionam no sistema. Então, usando

você faz os seguintes cálculos:

Portanto, neste caso, em que o sistema absorve calor e trabalho é feito sobre ele, a variação da energia interna é 3.900 joules.