Wikipédia

„A termodinamika első főtétele” változatai közötti eltérés

Laptörténet interaktív böngészése
[ellenőrzött változat][ellenőrzött változat]
← Régebbi szerkesztésÚjabb szerkesztés →
Tartalom törölve Tartalom hozzáadva
VizuálisWikiszöveges
Nincs szerkesztési összefoglaló
1. sor:
A '''[[termodinamika]] első főtétele''' a [[termodinamikai rendszer]]ekre kimondja az [[energiamegmaradás]]t, vagyis azt, hogy az [[energia]] a termodinamikai folyamatok során átalakulhat, de nem keletkezhet és nem veszhet el. Ezt gyakran a következőképpen fogalmazzák meg:
{{korrektúra}}
:''Egy rendszer belső energiájának változása egyenlő a rendszerrel közölt [[hő]] és a rendszeren végzett [[termodinamikai munka|munka]] összegével, azaz <math>dU = \delta Q - \delta W</math>.''
{{átdolgozni}}{{nincs forrás}}
A termodinamikai első főtételének egyik következménye, hogy nem létezik ''elsőfajú [[örökmozgó]]''.
A termodinamika I.Főtétele:
 
== Áttekintés ==
A termodinamikai rendszer belsõ energiájának változása egyenlõ a rendszerrel közölt hõ és a rendszeren
Általánosabban a tétel így fogalmazható meg:
végzett munka összegével.
:''[[Elszigetelt rendszer]] energiája állandó, [[nyílt rendszer]] energiája annyival nő vagy csökken, amennyivel a környezetéé csökken vagy nő.''
 
Ez az általános energia-megmaradásenergiamegmaradás elve:, környezetétőlamely nem csak termodinamikai folyamatokra érvényes. Környezetétől elszigetelt rendszerben, bármilyen folyamatok is mennek végbe a rendszeren belül, az energiák összege állandó. Ha a rendszer nem zárt, akkor a rendszer energiája pontosan annyival nő, amennyivel a környezeté csökken (illetve fordítva).▼
Képlettel:
 
=== Nyugvó, zárt rendszer ===
δU= δQ + δW
A termodinamika első főtétele tehát az energia-megmaradásenergiamegmaradás elvének kifejezése, amely a hőközlés, ill.és a munkavégzés útján átadott energiákatenergiát különválasztva veszi számításba. A belső energia egy test vagy rendszer állapotát jellemzi, azaz [[állapotjező]], míg a hő és a munka az energia megváltozásának folyamatát írja le, azaz [[folyamatjező]].▼
 
Általánosítva kimondhatjuk, hogy a nyugvó, zárt rendszer belső energiáját hőközléssel és munkavégzéssel tudjuk megváltoztatni. Azt is tudjuk, hogy a rendszer belső energiája a rendszerrel közölt δQ hővel arányosan növekszik, míg a rendszer által végzett munkával arányosan csökken. ▼
▲Ez az általános energia-megmaradás elve: környezetétől elszigetelt rendszerben, bármilyen folyamatok is mennek végbe a rendszeren belül, az energiák összege állandó. Ha a rendszer nem zárt, akkor a rendszer energiája pontosan annyival nő, amennyivel a környezeté csökken (illetve fordítva).
▲A termodinamika első főtétele tehát az energia-megmaradás elvének kifejezése, amely a hőközlés, ill. a munkavégzés útján átadott energiákat különválasztva veszi számításba.
A belső energia egy test vagy rendszer állapotát jellemzi, míg a hő és a munka az energia megváltozásának folyamatát írja le.
 
=== Mozgó, zárt rendszer ===
A Hőtan I. főtétele nyugvó, zárt rendszerekre:
Mozgó, zárt rendszer energiája (E) a következő:
 
<math>{E} = {\Delta} ( {m} {u} + {m} \frac{c^2}{2} + {m} {g} {z} ) = {\Delta} {m} ( {u} + \frac{c^2}{2} + {g} {z} )</math>
A Hőtan I. főtétele a következő alakú nyugvó, zárt rendszer esetén:
 
<math>{m} {u}</math>: belső energia, <math>{m} \frac{c^2}{2}</math>: mozgási energia, <math>{m} {g} {z}</math>: helyzeti energia
Q12: az (1)-es és a (2)-es állapotok között közölt hő
W12 súrlódási: az (1)-es és a (2)-es állapotok között végzett súrlódási munka
Tudjuk, hogy nyugvó, zárt rendszer esetén a térfogatváltozási munka és a súrlódási munka összegéből megkapjuk a nem megfordítható folyamat során végzett munkát.
 
Tudjuk, hogy ebben az esetben a mozgó rendszer energiájának változása a belső energia, a mozgási energia és a helyzeti energia változásából tevődik össze. Tehát mozgó rendszerben a termodinamika első főtétele az alábbi alakot veszi fel:▼
Ez alapján a Hőtan I. főtételének egyszerűbb alakja: Q12 + W12 = U2 – U1
 
<math>{Q_1}{_2} + {W_1}{_2} = {E_2} - {E_1}</math>
Tehát általánosítva kimondhatjuk, hogy a nyugvó, zárt rendszer belső energiáját hőközléssel és munkavégzéssel tudjuk megváltoztatni.
▲Azt is tudjuk, hogy a rendszer belső energiája a rendszerrel közölt δQ hővel arányosan növekszik, míg a rendszer által végzett munkával arányosan csökken.
 
{{csonk-fizika}}
Tehát a Hőtan I. főtétele felírható az alábbi formában is: δQ + δW = dU
 
[[Kategória:Termodinamika|01]]▼
A rendszer U energiája állapotjelző, míg a Q és a W nem állapotjelzők, hanem egy folyamathoz tartozó mennyiségek ( folyamatjellemzők ).
 
A Hőtan I. főtétele fajlagos mennyiségekre vonatkoztatva:
 
Az első főtétel ezen formája az elsőfajú perpetuum mobile lehetetlensége.
 
A Hőtan I. főtétele mozgó, zárt rendszerre:
 
Mozgó, zárt rendszer esetén azt a munkát, melyet a rendszerbe bevezetünk W12*-gal jelöljük.
 
Tekintsük az alábbi folyamatot!
Látható rajta, hogy egy zárt rendszer az egyik helyről valamilyen c1 sebességgel eljut egy másik helyre, miközben sebessége c2 lesz.
Ezalatt a helyzete is megváltozik: a kezdeti z1–ről z2-re.
 
Az ábrán vonallal van jelölve az a szint, ahol a helyzeti energia nulla.
 
▲Tudjuk, hogy ebben az esetben a mozgó rendszer energiájának változása a belső energia, a mozgási energia és a helyzeti energia változásából tevődik össze.
 
Tehát ebben az esetben az energia a következő:
 
E = Δm ( u + <math>c^2/2</math> + gz )
 
u: belső energia
gz: helyzeti energia
c: mozgási energia
 
Tehát mozgó, zárt rendszer esetén a Hőtan I. főtétele az alábbi alakot veszi fel:
Q12 + W12* = E2 –E1
 
{{Portál|Fizika}}
 
▲[[Kategória:Termodinamika|01]]
 
[[en:First law of thermodynamics]]
A lap eredeti címe: „https://hu.wikipedia.org/wiki/A_termodinamika_első_főtétele”