Termodinamiğin birinci yasası, enerjinin korunumu yasası olarak da bilinir. Enerjinin yok edilemeyeceğini veya yaratılamayacağını belirtir; evrende korunur ve şekil değiştirse bile bir yere varmak zorundadır. Sistemlerin çalışması, ısı ve enerji çalışmalarını içerir. Isı motorları genellikle termodinamiğin birinci yasasının tartışılmasına yol açar; ancak, doğanın en temel yasalarından biri olarak kabul edilir.
Termodinamiğin Birinci Yasası ve Özellikleri Nelerdir?
İnsanlar termodinamiğin birinci yasasını incelemeye başlar başlamaz, hemen yasayla ilgili denklemi analiz etmeye ve hesaplamaya başlarlar: "ΔU = Q – W" Bu denklem, sistemin iç enerjisindeki değişimin eşit olduğu anlamına gelir. Isıya sistem tarafından yapılan iş çıkarılarak sisteme eklenir. Alternatif olarak, bazen ΔU = Q + W denklemi kullanılır. Tek fark, sistemin yaptığı iş yerine sistem üzerinde yapılan işin hesaplanmasıdır. Başka bir deyişle, sistem kendisini çevreleyen sistem üzerinde çalışırken iş pozitif, çevre sistem üzerinde çalışırken negatiftir.
Kapalı sistemdeki bir gaza ısının eklendiği fizik okulunda yaygın bir örnek vardır. Örnek, çalışmasını sağlamak için bu gazı genişleterek devam ediyor. İçten yanmalı bir motorda aşağı doğru iten veya gazlara basınç uygulayan bir piston olarak görselleştirilebilir. Böylece iş sistem tarafından yapılır. Alternatif olarak, kimyasal süreçleri ve reaksiyonları incelerken, sistemin çalıştığı koşulları incelemek tipiktir.
Termodinamiğin birinci yasasını hesaplamak için standart birim joule'dür (J); bununla birlikte, birçok hukuk öğrencisi kalori veya İngiliz Isı Birimi (BTU) ile de hesaplama yapar. Bazen insanların yasanın nasıl çalıştığını görebilmesi için korumayı gerçek sayılarla hesaplamak yararlı olabilir. Bir motor çevresine 4.000 J iş yaparsa iç enerjisi 4.000 J azalır. Çalışma sırasında fazladan 5.000 J ısı yayarsa iç enerjisi 5.000 J daha azalır. Sistemin enerjisi toplam -9.000 J.
Alternatif bir hesaplamada, bir sistem çevresine 4.000 J iş yapar ve ardından çevresinden 5.000 J ısı emerse, sonuç farklıdır. Bu durumda 5.000 J enerji girer ve 4.000 J enerji dışarı çıkar. Böylece sistemin toplam iç enerjisi 1.000 J'dir.
Son olarak, çevrenin sistem üzerindeki negatif işi, termodinamiğin birinci yasasına ilişkin hesaplamalarla da gösterilebilir. Örneğin, ortam aynı anda 5.000 J üretirken veya sistem üzerinde çalışırken sistem 4.000 J emerse, farklı bir sonuç görülecektir. Tüm enerjiler sisteme akarken, toplam iç enerji 9.000 J'ye kadar sıçrar.
Yorum Gönder