1 zasada termodynamiki

I zasada termodynamiki: Zmiana energii wewnętrznej ciała lub układu ciał jest równa przekazanej energii w wyniku wykonanej pracy (nad ciałem lub przez ciało) i przepływu ciepła gdzie: ΔU - zmiana energii wewnętrznej układu, Q - ciepło dostarczone (Q > 0), bądź odebrane (Q < 0) od układu, W - praca wykonana nad układem (W > 0), bądź przez taki układ (W < 0). Pierwsza zasada termodynamiki jest swoistą zasadą zachowania energii dla układów termodynamicznych. W układzie izolowanym, czyli nie wymieniającym energii oraz masy z otoczeniem, energia nigdy nie jest tracona; co najwyżej może ulec przekształceniu do innej formy energii.

Jak zmienić energię wewnętrzną ciała? Energię wewnętrzną możemy zmienić na dwa sposoby: Wykonywanie pracy Przekazanie ciepła Zjawiska te mogą także występować równocześnie

W<0 -gdy układ wykonuje prace kosztem energii wewnętrznej dU>0 -gdy energia wewnętrzna ciała wzrasta dU<0 -gdy energia wewnętrzna ciała maleje dU=0 -gdy energia nie ulega zmianie Q>0 -gdy ciało pobiera ciepło z otoczenia Q<0 -gdy ciało oddaje ciepło Q=0 -gdy nie ma wymiany cieplnej z otoczeniem W>0 -gdy pracę nad ciepłem wykonuje siła zewnętrzna W<0 -gdy układ wykonuje prace kosztem energii wewnętrznej W=0 -gdy praca nie została wykonana

Przykłady zamiany pracy na ciepło pocierając dłonią o dłoń wykonujemy pracę, odczuwamy przy tym wzrost temperatury uderzany młotkiem gwóźdź na kowadle rozgrzewa się i jego temperatura wzrasta Gdy wiercimy wiertarką otwór w twardym drewnie zauważamy, iż po wykonaniu pracy końcówki drewna i wiertła zwiększyły swoją temperaturę w pobliżu wywierconych otworów Gdy posługujemy się zapałkami do rozpalenia ognia, zamieniamy pracę w ciepło Meteoryty wpadając w atmosferę ziemską na skutek oporu powietrza wyhamowują na wysokości 20–40 km, rozgrzewając się i świecąc. Pracę wykonała siła grawitacyjna Ziemi pokonując siły oporu atmosfery.

Przykłady zamiany ciepła w pracę maszyny parowe (np. lokomotywy). W kotłach gromadzi się pod wysokim ciśnieniem parę wodną, którą rurami doprowadza się do tłoków lub też silny strumień pary działa na łopatki turbiny Działanie silników cieplnych Działanie bani Herona Bania Herona Zasada działania silnika cieplnego