폐쇄 시스템은 작업 및 열 전달을 통해 주변 환경의 도움으로 에너지의 형태를 바꿀 수 있습니다. 열과 작업은 시스템의 경계 주변에서 전달 될 수있는 에너지의 형태이며 시스템에 비슷한 영향을 미칩니다. 작업으로 시스템에 들어가는 에너지는 열로 떠날 수 있으며 가역적 인 과정입니다.
열역학의 첫 번째 법칙에 따르면 시스템과 주변 환경 간의 상호 작용 중에 시스템에서 얻은 에너지의 양은 주변 환경에서 손실 된 에너지의 양과 정확히 동일해야한다고합니다. 이제 우리는 열, 작업 및 내부 에너지와 같은 에너지 방정식에 영향을 미치는 모든 요소에 대해 이야기 할 것입니다.
열역학적 방정식의 첫 번째 법칙
열전달
열은 온도 차이를 사용하여 두 가지 다른 시스템 사이에서 전달되는 에너지의 형태입니다. 같은 온도에있는 경우 시스템간에 열 전달이 없을 수 있습니다.
.열 단위는 KJ 또는 BTU입니다. 전달 된 열량은 단위 시간당 전달되는 열 속도입니다. 벡터 수량입니다. 따라서 크기, 행동 지점 및 방향이 있습니다.
열 전달 모드
열은 세 가지 다른 모드로 전달 될 수 있습니다 :
- 대류
- 방사선
- 전도.
그리고이 모든 모드는 다른 온도의 존재를 요구합니다.
대류는 고체 표면과 인접한 가스 또는 액체 사이의 열 전달 모드입니다. 애정과 전도의 결합 된 효과입니다. 대류는 유체가 존재하는 경우 펌프의 도움으로 강요된 경우 강제로 알려져 있습니다. 부력으로 인해 유체가 존재하는 경우 자연적이거나 무료라고도합니다.
전도는 두 입자와의 상호 작용으로 인해 에너지 입자로 인한 에너지 입자로 인한 힘 또는 에너지의 전달이다. 고체 물질에서, 전도는 격자에서 입자의 진동 조합과 자유 입자에 의해 운반되는 에너지로 인해 발생할 것이다.
.방사선 :방사선은 물질이나 입자에 의해 전자기파 형태로 방출되는 에너지 유형입니다. 이것은 분자 또는 원자의 전자 구성의 변화를 초래합니다.
열
열은 Q로 표시되며 시스템의 경계 주변의 에너지 전달입니다.
작업
작업은 W로 표시되며 시스템의 경계 주변에는 다른 유형의 작업 전송이 있습니다.
- 경계 작업 WB 피스톤 또는 실린더
- 전기 작업 We Volts.amps.Time
- 샤프트 작업 WS 패들 휠
경계 작업은 힘 F를 통합하고 상태 1과 상태 2 사이의 증분 거리 모드 DX를 곱하여 평가됩니다. 피스톤 실린더 장치를 처리 할 때 힘을 피스톤 A의 영역으로 대체하고 압력 P를 곱할 수 있습니다.
w 1-2 = 1 dx = 1 padx = 1 ∫pdv
1 ∫pdv =(곡선 아래 면적)
시스템의 질량이 m (kg)이면 :
w 1-2 = 1 dv =m 1 dv =mw 1-2
p =압력 (KPA)
v =볼륨 (m3)
M =질량 (kg)
v =특정 부피 (m3/kg)
w =작업 완료 (kj)
w =특정 작업 (kj/kg)
내부 에너지 (U)
에너지 방정식의 세 번째 부분은 내부 에너지의 변화로 작업 또는 열 전달을 초래합니다. 특정 내부 에너지는 시스템의 속성입니다.
고정 폐쇄 시스템의에너지 방정식
q-w =ΔU [kj]
ΔU =에너지의 변화
Q =열 추가
w =시스템에서 수행 한 작업
이제 방정식의 각 항을 시스템 질량 m (kg)로 나눕니다. 우리는 특정 형태의 방정식을 얻을 것입니다 :
q-w =ΔU [kj/kg]
엔탈피 (H)
그것은 방정식의 주요 부분 중 하나입니다.
엔탈피 [KJ] :h =u+pv
특정 엔탈피 [kjkg] :h =u+pv
이제 얻은 에너지 방정식을 적용합니다.
w 1-2 = 1 ∫pdv =p (v 2 -v 2 )
에너지 방정식에서 값을 대체하고 단순화 :
q =u 2 -u 1 +p (v 2 -v 2 ) =h 2 -h 1
Q =ΔH (일정한 압력 공정)
결론
첫 번째 열역학적 법칙은 Q-W =ΔU입니다. 여기서 ΔU는 에너지의 변화, w는 작업이며 Q는 열이 전달됩니다. 전달 된 열과 수행 된 작업은 운송 중에 에너지이며 내부 에너지 U는 시스템 상태에 따라 다릅니다. 위의 모든 요점을 가로 질러 열역학의 첫 번째 법칙과 그 방정식을 자세히 설명했습니다.
열과 작업의 관계와 에너지 또는 내부 에너지의 관계를 이해할 수있는 법입니다. 열, 에너지 및 작업 사이의 상호 작용으로, 에너지가 전달되고, 시스템에서 변화가 이루어질 때마다 전환이 발생합니다. 참고 :에너지 전달 중에 에너지가 발생하거나 손실되지 않습니다.
