열역학이라는 단어는 열과 역학의 조합입니다. "열"이라는 단어는 열을 나타냅니다. 간단히 말해서 열은 열을 의미합니다. “역학”이라는 단어는 역학의 분기와 관련이 있습니다. 열역학은 열, 온도, 작업 및 에너지의 관계를 나타냅니다. 열역학의 4 가지 법칙이 있습니다. 그러나이 기사는 열역학의 첫 번째 법칙 만 다룰 것입니다.
열역학의 첫 번째 법칙
열역학의 첫 번째 법칙은 내부 에너지와 시스템에 의해 수행 된 작업과 관련된 열과 관련이 있습니다. 법은 열이 에너지의 한 형태임을 확인합니다. 열역학적 공정은 에너지 보존의 원리에 따라 발생하며, 이는 열이 생성되거나 파괴 될 수 없다는 사실을 나타냅니다. 그러나 한 형태에서 다른 형태로 변경 될 수 있습니다. 따라서 열역학의 첫 번째 법칙은 또한 에너지 보존을위한 법입니다.
첫 번째 열역학 법칙에 따르면, 우리가 고립 된 시스템에 에너지를 주면 일부 에너지는 시스템의 내부 에너지를 변화시키는 데 사용될 것입니다. 그러나 나머지 에너지는 일을하는 데 사용될 것입니다.
수학적 표현은 Δu =q + w
입니다.여기서,
ΔU는 시스템의 내부 에너지의 변화입니다.
q는 열 전달의 대수 합입니다. 열 전달은 시스템과 주변 환경 사이에 있습니다.
w는 시스템과 주변의 작업 상호 작용입니다.
열역학 제 1 법칙의 적용
열역학의 개념이 확립 된 후, 열역학의 많은 응용이 발견되었습니다. 많은 새로운 장치를 발명하고 기존 시스템의 작업을 개선하는 데 도움이되었습니다. 법은 냉장고, 보일러, 압축기, 로켓, 터빈, 전구 등과 같은 열 및 작업 전송 공정과 관련된 모든 기계 또는 장치의 기초입니다. 주변의 열역학 제 1 차 열역학 법칙의 가장 일반적인 적용은 열 엔진입니다.
.엔진의 작동
엔진은 우리 주변, 자동차, 자전거, 트럭, 비행기 등에 있습니다.이 엔진은 열역학의 첫 번째 법칙에 따라 작동합니다. 엔진에는 챔버, 피스톤 및 가스가 챔버로 들어가는 개구부가 포함됩니다. 엔진 근처의 시스템은 스파크를 생성하고 연료가 소량으로 타기 시작합니다.
이 엔진에 사용되는 연료는 일반적으로 휘발유, 디젤 또는 등유입니다. 이 연료는 매우 빠르게 연소되어 가스로 변환됩니다. 챔버의 작은 크기는 가스를 포획하여 압력을 증가시키는 데 도움이됩니다. 이 압력은 피스톤을 움직여 차량의 움직임에 더 도움이됩니다. 궁극적으로 열 에너지를 기계적 에너지로 전환하는 것을 관찰 할 수 있습니다.
열 엔진
열 엔진은 열을 일로 변환함으로써 열역학 제 1 법칙의 원리에 대해서도 작동합니다. 열역학의 첫 번째 법칙의 가장 일반적인 적용은 기차에 일반적으로 사용되는 증기 엔진에 있습니다. 한 번에 증기 엔진은 또한 자동차를 만드는 데 사용되었으며, 현재 일반적으로 휘발유 또는 디젤 엔진에서 작동합니다. 그러나 디젤과 가스 엔진은 열을 사용하여 전기를 생성함에 따라 열역학의 첫 번째 법칙도 사용합니다.
증기 엔진의 작동
증기 엔진에는 큰 챔버, 압축기 및 피스톤이 포함됩니다. 첫째, 석탄은 큰 챔버에서 화상을 입기 시작하여 물을 가열하고 증기 나 증기를 만듭니다. 그런 다음 증기가 압축기로 압축됩니다. 증기의 압력은 엔진의 피스톤을 움직입니다. 이로 인해 열차의 움직임이 발생합니다. 여기서 전환은 열 에너지에서 기계 에너지로입니다.
냉각 기계의 작동
냉장고와 ACS의 작동은 열역학의 첫 번째 법칙에 기초합니다. 대부분의 냉각 시스템은 폐쇄 시스템을 기반으로합니다. 먼저, 냉각 시스템에 존재하는 가스, 대부분 HFC (Hydrofluorocarbons)는 압축기에서 압축됩니다. 이 압축은 가스의 내부 온도를 증가시킵니다. 그런 다음 압축 가스는 충분한 공간으로 방출됩니다. 이 공간은 냉장고 (냉장고의 경우)가 갑자기 가스 온도를 매우 차갑게 감소시킬 수 있습니다. 이것이 대부분의 냉각 시스템이 작동하는 방식입니다.
결론
열역학의 첫 번째 법칙은 내부 에너지와 시스템에 의해 수행 된 작업과 관련된 열과 관련이 있습니다. 법은 냉장고, 보일러, 압축기, 로켓, 터빈, 전구 등과 같은 열 및 작업 전송 공정과 관련된 모든 기계 또는 장치의 기초입니다. 법은 물리 및 화학의 여러 원칙의 기초입니다.
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