Diferența dintre prima și a doua lege a termodinamicii

Diferența principală - prima vs a doua lege a termodinamicii

Termodinamica este o parte esențială a fizicii, științelor materialelor, ingineriei, chimiei, științelor mediului și a câtorva alte domenii. Există patru legi în termodinamică; legea zerotă a termodinamicii, prima lege a termodinamicii, a doua lege a termodinamicii și a treia lege a termodinamicii. Aceste patru legi afirmă că toate procesele termodinamice le respectă. Prima și a doua lege sunt cele mai frecvent utilizate legi în termodinamică. Prima lege spune că energia nu poate fi nici creată, nici distrusă. Prima lege este pur și simplu o altă versiune a legii conservării energiei. A doua lege, pe de altă parte, afirmă că unele procese termodinamice sunt interzise. Acest articol se concentrează pe diferențele dintre prima și a doua lege a termodinamicii.

Care este prima lege a termodinamicii

Prima lege a termodinamicii este similară cu legea conservării energiei ajustată pentru procesele termodinamice. Conform legii conservării energiei, energia totală a unui sistem izolat este constantă. Energia nu poate fi creată sau distrusă, dar poate fi transformată dintr-o formă în alta.

Prima lege afirmă că creșterea energiei interne a unui sistem închis este egală cu căldura furnizată sistemului, minus munca făcută de acesta. Această declarație poate fi exprimată și ca ΔU = ΔQ-ΔW unde ΔU = creșterea energiei interne, ΔQ = Căldura furnizată sistemului și ΔW = Lucrarea efectuată de sistem. (ΔW este negativ dacă se lucrează la sistem.)

Prima lege uneori este exprimată ca ΔU = ΔQ + ΔW. În această formă a primei legi, ΔW ar trebui considerată drept lucrarea făcută în sistem. ΔW este negativ dacă munca este efectuată de sistem.

Oricum, prima lege nu afirmă nimic despre modalitățile de transformare a energiei de la o formă la alta.

Care este a doua lege a termodinamicii

A doua lege a termodinamicii poate fi exprimată în mai multe moduri, după cum urmează.

Este imposibil să construiți un motor termic perfect sau un frigider perfect. Aceasta implică faptul că nu se poate construi un motor termic sau un frigider cu eficiență energetică de 100%.

Este imposibil să transformi complet căldura în muncă fără a avea loc altă schimbare. Această declarație spune că energia este irosită de fiecare dată când căldura este transformată în muncă. Cantitatea de deșeuri poate fi redusă. Cu toate acestea, nu poate fi eliminată.

Este imposibil să construim o mașină de mișcare perpetuă. Această afirmație implică faptul că este imposibil să se construiască o mașină de mișcare perpetuă, deoarece energia este irosită în timp.

Căldura poate curge de la un rezervor la un rezervor rece, dar nu invers, fără să aibă loc altă schimbare. Această afirmație implică faptul că căldura poate fi transferată dintr-un rezervor fierbinte într-un rezervor rece fără a face muncă. Cu toate acestea, trebuie să se lucreze pentru a transfera căldura dintr-un rezervor rece într-un rezervor fierbinte.

Nu poate exista nici un motor termic, având o eficiență termică mai mare decât cea a unui motor Carnot reversibil. Această declarație implică faptul că eficiența termică a unui motor termic nu depășește eficiența Carnot. Eficiența energetică maximă posibilă se numește eficiența Carnot. Acest concept este foarte util în știință, deoarece ne permite să calculăm eficiența termică maximă posibilă a unui sistem termodinamic dat.

Principiul de funcționare al motorului termic al lui Carnot

Diferența dintre prima și a doua lege a termodinamicii

Idee de bază:

Prima lege:  Prima lege a termodinamicii este aversiune a legii conservării energiei.

A doua lege: A doua lege a statelor termodinamicece tipuri de procese termodinamice sunt interzise în natură.

Conţinut:

Prima lege: Prima lege a termodinamicii afirmă că energia nu poate fi nici creată, nici distrusă.

A doua lege: Este imposibil să construiți un motor termic perfect sau un frigider perfect. Este imposibil să construim o mașină de mișcare perpetuă. Este imposibil să transformi complet căldura în muncă. Căldura nu curge în mod spontan dintr-un rezervor rece într-un rezervor fierbinte. Entropia unui sistem izolat nu scade niciodată.

Utilizari:

Prima lege: Ecuația; ΔU = ΔQ + ΔW poate fi folosit pentru a calcula valoarea algebrică a unei cantități dacă sunt cunoscute alte două cantități ale ecuației.

A doua lege: A doua lege poate fi folosită pentru a calcula eficiența termică maximă (eficiența Carnot) a unui motor termic dat.

 Datorită fotografiei:

"Motorul de căldură Carnot" de Eric Gaba (Sting - fr: Sting) - Lucrare proprie Bazată pe Imagine: Carnot-engine.png, (Domeniul Public) prin Wikimedia