Cíl Učení
- Popsat první zákon termodynamiky
Klíčové Body
- Podle prvního zákona termodynamiky, celkové množství energie ve vesmíru je konstantní.
- energie může být přenesena z místa na místo nebo přeměněna na různé formy, ale nemůže být vytvořena nebo zničena.,
- živé organismy se vyvinuly, aby získaly energii ze svého okolí ve formách, které mohou přenášet nebo transformovat na použitelnou energii k práci.
podmínky
- workA míra energie vynaložená pohybem objektu, obvykle považována za sílu krát vzdálenost. Pokud se objekt nepohybuje, není provedena žádná práce.
- první zákon termodynamikyverze zákona o zachování energie, specializovaná na termodynamické systémy, která uvádí, že energie izolovaného systému je konstantní a nemůže být vytvořena ani zničena.,
Termodynamika je studium tepelné energie a dalších typů energie, jako je práce, a různé způsoby přenosu energie v chemických systémech. „Thermo -“ označuje teplo, zatímco „dynamika“ se týká pohybu.
první zákon termodynamiky
první zákon termodynamiky se zabývá celkovým množstvím energie ve vesmíru. Zákon stanoví, že toto celkové množství energie je konstantní. Jinými slovy, ve vesmíru bylo vždy a vždy bude přesně stejné množství energie.
energie existuje v mnoha různých formách., Podle prvního zákona termodynamiky, energie může být převedena z místa na místo nebo se změnilo mezi různými formami, ale to nemůže být vytvořena nebo zničena. Přenosy a přeměny energie probíhají kolem nás po celou dobu. Například, žárovky transformace elektrické energie na světelnou energii, a plynové sporáky transformace chemické energie ze zemního plynu na tepelnou energii. Rostliny provádějí jednu z nejvíce biologicky užitečných transformací energie na Zemi: přeměňují energii slunečního světla na chemickou energii uloženou v organických molekulách.,
Systém a Okolí
Termodynamiky často dělí vesmír na dvě kategorie: systém a jeho okolí. V chemii se systém téměř vždy týká dané chemické reakce a nádoby, ve které se odehrává. První zákon termodynamiky nám říká, že energie nemůže být ani vytvořena, ani zničena, takže víme, že energie, která je absorbována v endotermické chemické reakce musí být ztracena z okolí., Naopak, při exotermické reakci je teplo, které se uvolňuje v reakci, vydáváno a absorbováno okolím. Řečeno matematicky, máme:
\Delta E=\Delta E_{sys}+\Delta E_{surr}=0
Teplo a Práce
víme, že chemické systémy mohou buď absorbují teplo ze svého okolí, je-li reakce endotermické, nebo uvolňováním tepla do jejich okolí, v případě, že reakce je exotermická. Chemické reakce se však často používají k práci namísto výměny tepla. Například, když raketové palivo hoří a způsobuje raketoplán odstartovat ze země, chemické reakce, hnací raketa, je dělat práci, za použití síly na dálku.,
Pokud jste někdy byli svědky videa zvedání raketoplánu, chemická reakce, ke které dochází, také uvolňuje obrovské množství tepla a světla. Další užitečné formy prvního zákona termodynamiky se týká tepla a práce pro změnu v energii vnitřní systém:
\Delta E_{sys}=Q+W,
Zatímco tato formulace je více běžně používaný ve fyzice, to je ještě důležité vědět, pro chemii.,
