学習目的
- 熱力学の最初の法則を記述します
キーポイント
- 熱力学では、宇宙のエネルギーの総量は一定です。
- エネルギーは場所から場所へ移動したり、さまざまな形に変換したりすることができますが、作成または破壊することはできません。,
- 生きている生物は、彼らが仕事をするために使用可能なエネルギーに転送または変換することができる形で彼らの周囲からエネルギーを得るた
Terms
- 仕事物体を動かすことによって消費されるエネルギーの尺度であり、通常は力×距離であると考えられています。 オブジェクトが移動しない場合、作業は行われません。
- 熱力学第一法則絶縁系のエネルギーは一定であり、創造も破壊もできないと述べている熱力学系に特化したエネルギー保存法則のバージョン。,
熱力学は、熱エネルギーや仕事などの他のタイプのエネルギーの研究であり、エネルギーが化学システム内で伝達されるさまざまな方法です。 “サーモ-“は熱を指し、”ダイナミクス”は動きを指します。
熱力学の第一法則
熱力学の第一法則は、宇宙のエネルギーの総量を扱います。 この法則は、この総量のエネルギーは一定であると述べている。 言い換えれば、宇宙にはまったく同じ量のエネルギーが常に存在しており、常に存在するでしょう。
エネルギーは多くの異なる形で存在する。, 熱力学の第一法則によれば、エネルギーは場所から場所へ移動したり、異なる形の間で変更したりすることができますが、作成または破壊することはで エネルギーの移動と変換は、私たちの周りのすべての時間を行われます。 例えば、電球は電気エネルギーを光エネルギーに変換し、ガスストーブは天然ガスからの化学エネルギーを熱エネルギーに変換する。 植物は地球上で最も生物学的に有用なエネルギー変換の一つを行います：太陽光のエネルギーを有機分子内に蓄積された化学エネルギーに変換します。,
システムとその周辺
熱力学は、多くの場合、宇宙を二つのカテゴリーに分けます：システムとその周辺。 化学では、システムはほとんどの場合、与えられた化学反応とそれが起こる容器を指します。 熱力学の第一法則は、エネルギーは創造も破壊もできないことを教えてくれるので、吸熱化学反応で吸収されたエネルギーは周囲から失われたに違いないことを知っています。, 逆に、発熱反応では、反応中に放出された熱が放出され、周囲に吸収される。 数学的に述べると、私たちは持っています：
\Delta E=\Delta E_{sys}+\Delta E_{surr}=0
熱と仕事
化学システムは、反応が吸熱であれば周囲から熱を吸収するか、反応が発熱であれば周囲に熱を放出することができることを知っています。 しかし、化学反応は、単に熱を交換するのではなく、仕事をするためによく使用されます。 例えば、ロケット燃料が燃えてスペースシャトルが地面から離れるとき、化学反応は、ロケットを推進することによって、遠くにわたって力を加えることによって働いている。,
あなたがスペースシャトルが離陸するビデオを目撃したことがあるなら、起こる化学反応はまた、膨大な量の熱と光を放出します。 熱力学の第一法則のもう一つの有用な形は、内部システムのエネルギーの変化のための熱と仕事に関連しています：
\Delta E_{sys}=Q+W
この定式化は物理学でより一般的に使用されていますが、化学にとって知ることは依然として重要です。,
