A termodinamika első főtétele
A termodinamika első főtétele a termodinamikai rendszerekre kimondja az energiamegmaradást, vagyis azt, hogy az energia a termodinamikai folyamatok során átalakulhat, de nem keletkezhet és nem veszhet el. Ezt gyakran a következőképpen fogalmazzák meg:
- Egy zárt rendszer belső energiájának változása egyenlő a rendszerrel közölt hő és a rendszeren végzett munka összegével,[1][2] azaz:
- .
A termodinamika első főtételének egyik következménye, hogy nem létezik elsőfajú örökmozgó.
Tartalomjegyzék
Áttekintés[szerkesztés]
Általánosabban a tétel így fogalmazható meg:
- Elszigetelt rendszer energiája állandó, nyílt rendszer energiája annyival nő vagy csökken, amennyivel a környezeté csökken vagy nő.
Ez az általános energiamegmaradás elve, amely 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).
Nyugvó, zárt rendszer[szerkesztés]
A termodinamika első főtétele tehát az energiamegmaradás elvének kifejezése, amely a hőközlés és a munkavégzés útján átadott energiát különválasztva veszi számításba. A belső energia egy test vagy rendszer állapotát jellemzi, azaz állapotjelző, míg a hő és a munka az energia megváltozásának folyamatát írja le, azaz folyamatjelző.
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 hővel arányosan növekszik, míg a rendszer által végzett munkával arányosan csökken.
Mozgó, zárt rendszer[szerkesztés]
Mozgó, zárt rendszer energiája (E) a következő:
: belső energia, : mozgási energia, : helyzeti energia
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:
Hivatkozások[szerkesztés]
- ↑ Kovács Endre, Paripás Béla: Fizika I.. (Hozzáférés: 2013. április 20.)
- ↑ Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry (IUPAC Green Book) Lásd Sec. 2.11 Chemical Thermodynamics