Πρώτος θερμοδυναμικός νόμος

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση

Ο πρώτος θερμοδυναμικός νόμος αποτελεί μια έκφραση της αρχής διατήρησης της ενέργειας, δηλαδή του γεγονότος ότι σε ένα απομονωμένο σύστημα η ενέργεια ούτε καταστρέφεται ούτε δημιουργείται από του μηδενός, αλλά μετατρέπεται από τη μια μορφή σε μια άλλη. Ο πρώτος νόμος μπορεί να διατυπωθεί ως εξής:

"Κατά τη διάρκεια μιας θερμοδυναμικής διεργασίας, η μεταβολή στην εσωτερική ενέργεια ενός συστήματος είναι ίση με το αλγεβρικό άθροισμα του ποσού της θερμότητας που απορροφά το σύστημα από το περιβάλλον και του έργου των εξωτερικών δυνάμεων που επιδρούν πάνω στο σύστημα"

Η μαθηματική διατύπωση του πρώτου θερμοδυναμικού νόμου είναι:

 \Delta\ {U} = - L + Q


όπου ΔU είναι η μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας του συστήματος που μελετούμε,  L το έργο (που μπορεί να είναι μηχανικό, ηλεκτρικό, μαγνητικό, κτλ.) που παράγεται από το σύστημα και  Q το ποσό της θερμότητας που απορροφά το σύστημα από το περιβάλλον του. Στις μαθηματικές εκφράσεις της Θερμοδυναμικής καθοριστικό ρόλο παίζουν τα πρόσημα των ποσοτήτων που χρησιμοποιούνται. Έτσι, σύμφωνα με τις συνηθισμένες συμβάσεις που ακολουθούνται, τα πρόσημα έχουν ως εξής:

  • Όσον αφορά το έργο L, λαμβάνεται με θετικό πρόσημο όταν το έργο παράγεται από το υπό μελέτη σύστημα, ενώ λαμβάνεται με αρνητικό πρόσημο όταν παράγεται από τις εξωτερικές δυνάμεις που επιδρούν πάνω στο σύστημα.
  • Όσον αφορά τη θερμότητα Q, λαμβάνεται με θετικό πρόσημο όταν απορροφάται από το σύστημα, ενώ λαμβάνεται με αρνητικό πρόσημο όταν εκλύεται από το σύστημα στο περιβάλλον.