에너지는 특정 작업을 수행하기 위해 물리적 시스템으로 전송 해야하는 보존 된 양입니다. 특정 작업을 수행 할 수있는 능력을 의미합니다. 열역학은 그리스어로 구성되며 두 단어 인 열 + 역학으로 구성됩니다.
Thermo는 열을 의미하고 역학은 운동을 의미하므로 열역학은 열의 운동 또는 흐름으로 변환됩니다. 열역학은 에너지, 에너지 변환, 작업, 에너지, 열 및 온도의 관계를 연구하는 과학의 분야입니다. 더 큰 맥락에서, 열역학은 에너지를 한 형태에서 다른 형태로 변환하고 한 구성에서 다른 구성에서 에너지를 전달하는 데 중점을 둡니다.
.열역학은 신체의 누적 에너지가 아니라 에너지의 상호 전환에만 관심이 있습니다.
‘열역학의 아버지’는 종종 Nicolas Leonard Sadi Carnot로 암시됩니다.
열역학에 대한 연구는 전적으로 열역학의 첫 번째, 두 번째 및 세 번째 법칙에서 파생 된 일반화에 근거합니다.
열역학의 첫 번째 법칙
이 법은 에너지가 생성되거나 파괴 될 수 없다고 규정하고 있습니다. 하나의 특정 상태에서 다음 상태로만 변경할 수 있습니다.
우주로 구성된 총 에너지는 일정합니다.
한 종류의 에너지가 사라지면 다른 형태의 에너지가 나타납니다.
영구 모션 머신은 구축이 불가능하여 에너지를 소비하지 않고 출력을 줄 수 있습니다.
에너지는 한 형태에서 다른 형태로 변하지 만 분리 된 시스템의 총 에너지는 일정하게 유지됩니다. 시스템이 초기 상태에서 최종 상태로 변경되면 내부 에너지가 e에서 E로 변경됩니다. 따라서 e는 다음과 같이 쓸 수 있습니다.
ΔE =ef+ei
내부 에너지의 변화는 흡수 또는 진화로 다음 두 가지 방법으로 이루어질 수 있습니다.
시스템에서 작업이나 시스템에서 수행 한 작업을 수행함으로써. 이제 내부 에너지가 E1 인 시스템을 고려하십시오. 시스템에 q Q 양의 열이 공급되면 시스템의 내부 에너지는 E1+ Q가됩니다. 시스템에서 작업 W가 수행되면 최종 내부 에너지가 E2가됩니다. 따라서
e2 =e1 + q + w
e2– e1 =q + w
ΔE =Q + W
앞서 언급 한 방정식은 열역학의 첫 번째 법칙에 대한 올바른 수학적 방정식입니다.
예를 들어
운전자가 브레이크를 눌러 자동차 속도를 줄이면 운동 에너지를 열 에너지로 변환 할 수 있습니다. 여기서 에너지는 파괴되지 않지만 자동차의 움직임으로 인해 존재하는 운동 에너지는 열 에너지로 전환됩니다.
열역학의 첫 번째 법칙 중요성 :-
- 이 법은 본질적으로 모든 과정에 적합합니다.
- 열역학의 첫 번째 법칙은 처음으로 내부 에너지를 확립했습니다.
- 또한 기계에서 작업을 원한다면 동등한 에너지로 연료를 공급해야한다는 점을 강조합니다.
- 이 법은 에너지 보존 법의 재조정입니다.
- 이 법은 또한 일과 열 사이의 관계를 확립하는 데 기여합니다. 이 법에 따르면, 시스템의 내부 에너지는 그에 열을 공급하거나 시스템 또는 둘 다에 노력함으로써 증가 할 수 있습니다.
열역학 제한의 첫 번째 법칙
중요성 :
- 첫 번째 법칙은 그 작업을 수행하는 동안 작업과 열 사이의 관계를 확립하지만,이 법의 중요한 단점 인 열 흐름 방향을 지정하지는 않습니다.
예- 우리는 저온으로 냉각하여 얼음 큐브에서 열을 추출 할 수 없습니다. 외부 작업이 필요합니다. 실용적으로, 열 에너지를 동등한 양의 작업으로 변환하는 것은 불가능합니다.
- b) 반응의 타당성을 명시하지 않습니다.
예- 로드가 한쪽 끝에서 가열되면 평형을 얻어야하며, 이는 일부 에너지 방출에 의해서만 가능합니다. 그것은 시스템의 엔트로피에 대해 이야기하지 않습니다.
- c) 접촉 중일 때 두 몸의 최종 온도에 대해서도 알지 못합니다.
열역학 제 1 차 법칙의 한계를 극복하기 위해 열역학 제 2 법칙으로 알려진 또 다른 법률이 확립되었습니다. 간단히 말해서,이 법은 우리가 그들을 막기 위해 아무것도하지 않으면 고온의 상황이 반드시 차가워 질 것이라고 말합니다. 이는 열 흐름의 방향이 엔트로피에서 더 높은 엔트로피에서 더 높은 것을 의미합니다.
결론
열역학의 첫 번째 법칙은 주로 에너지 원리 보존의 재조정이며, 에너지는 생성되거나 파괴 될 수 없다고 주장합니다. 변환 및 한 형태에서 다른 양식으로 만 변경할 수 있습니다.
이 법은 물질의 세 단계, 즉 고체, 액체 및 가스에 적용됩니다. 그러나 열 흐름의 방향을 지정하지 못한 것과 같은 몇 가지 제한 사항은 Rudolf Clausius와 William Thomson (Kelvin)의 열역학 제 2 차 열역학 법칙을 확립하게되었습니다.
