cel nauki
- opisz pierwsze prawo termodynamiki
najważniejsze punkty
- zgodnie z pierwszą zasadą termodynamiki całkowita ilość energii we wszechświecie jest stała.
- energia może być przenoszona z miejsca na miejsce lub przekształcana w różne formy, ale nie może być tworzona ani niszczona.,
- organizmy żywe ewoluowały w celu uzyskania energii ze swojego otoczenia w postaci, które mogą przenosić lub przekształcać w energię użyteczną do pracy.
terminy
- workA miara energii wydatkowanej przez przesunięcie obiektu, zwykle uważana za czas siły odległość. Żadna praca nie jest wykonywana, jeśli obiekt się nie porusza.
- pierwsze prawo termodynamicznewersja prawa zachowania energii, wyspecjalizowana w układach termodynamicznych, która stwierdza, że energia izolowanego układu jest stała i nie może być ani utworzona, ani zniszczona.,
Termodynamika jest badaniem energii cieplnej i innych rodzajów energii, takich jak praca, oraz różnych sposobów przekazywania energii w układach chemicznych. „Termo -” odnosi się do ciepła, podczas gdy „dynamika” odnosi się do ruchu.
pierwsze prawo termodynamiki
pierwsze prawo termodynamiki dotyczy całkowitej ilości energii we wszechświecie. Prawo mówi, że ta całkowita ilość energii jest stała. Innymi słowy, we wszechświecie zawsze była i zawsze będzie dokładnie taka sama ilość energii.
Energia istnieje w wielu różnych formach., Zgodnie z pierwszym prawem termodynamiki, energia może być przenoszona z miejsca na miejsce lub zmieniana między różnymi formami, ale nie może być wytwarzana lub niszczona. Transfery i transformacje energii odbywają się wokół nas cały czas. Na przykład żarówki przekształcają energię elektryczną w energię świetlną, a piece gazowe przekształcają energię chemiczną z gazu ziemnego w energię cieplną. Rośliny wykonują jedną z najbardziej biologicznie użytecznych przemian energii na Ziemi: przekształcają energię światła słonecznego w energię chemiczną zmagazynowaną w cząsteczkach organicznych.,
układ i otoczenie
Termodynamika często dzieli wszechświat na dwie kategorie: układ i jego otoczenie. W chemii układ prawie zawsze odnosi się do danej reakcji chemicznej i pojemnika, w którym ma ona miejsce. Pierwsze prawo termodynamiki mówi nam, że energia nie może być wytworzona ani zniszczona, więc wiemy, że energia, która jest pochłaniana w endotermicznej reakcji chemicznej musiała zostać utracona z otoczenia., Natomiast w reakcji egzotermicznej ciepło, które jest uwalniane w reakcji, jest oddawane i absorbowane przez otoczenie. Podane matematycznie mamy:
\Delta E=\Delta E_{sys}+\Delta E_{surr}=0
ciepło i Praca
wiemy, że układy chemiczne mogą albo absorbować ciepło z otoczenia, jeśli reakcja jest endotermiczna, albo uwalniać ciepło do otoczenia, jeśli reakcja jest egzotermiczna. Jednak reakcje chemiczne są często używane do pracy zamiast tylko wymiany ciepła. Na przykład, gdy paliwo rakietowe spala się i powoduje, że prom kosmiczny startuje z ziemi, reakcja chemiczna, napędzając rakietę, wykonuje pracę poprzez zastosowanie siły na odległość.,
Jeśli kiedykolwiek widziałeś film, w którym prom kosmiczny startuje, zachodząca reakcja chemiczna uwalnia również ogromne ilości ciepła i światła. Inna użyteczna forma pierwszego prawa termodynamiki odnosi się do ciepła i pracy dla zmiany energii układu wewnętrznego:
\Delta E_{sys}=Q+W
chociaż sformułowanie to jest powszechnie stosowane w fizyce, nadal ważne jest, aby wiedzieć o chemii.,