La première loi de la thermodynamique est également connue sous le nom de loi de conservation de l’énergie. Il déclare que l’énergie ne peut pas être détruite ou créée ; il est conservé dans l’univers et doit finir quelque part, même s’il change de forme. Cela implique l’étude du travail du système, de la chaleur et de l’énergie. Les moteurs thermiques incitent souvent à discuter de la première loi de la thermodynamique ; cependant, il est considéré comme l’une des lois les plus fondamentales de la nature.
Une fois que les gens se plongent dans l’étude de la première loi de la thermodynamique, ils commencent immédiatement à analyser et à calculer l’équation associée à la loi : ΔU = Q – W. Cette équation signifie que le changement d’énergie interne du système est égal à la chaleur ajouté au système moins le travail effectué par le système. Dans l’alternative, parfois l’équation ΔU = Q + W est utilisée. La seule différence est qu’il calcule le travail effectué sur le système, au lieu du travail effectué par le système. En d’autres termes, le travail est positif lorsque le système travaille sur son système environnant et négatif lorsque l’environnement travaille sur le système.
Lors de l’étude de la physique, il existe un exemple courant qui consiste à ajouter de la chaleur à un gaz dans un système fermé. L’exemple continue en développant ce gaz pour qu’il fonctionne. Il peut être visualisé comme un piston poussant vers le bas ou appliquant une pression sur les gaz dans un moteur à combustion interne. Ainsi, le travail est effectué par le système. Alternativement, lors de l’étude des processus et des réactions chimiques, il est typique d’étudier les conditions dans lesquelles le travail est effectué sur le système.
L’unité standard pour calculer la première loi de la thermodynamique est le Joules (J) ; cependant, de nombreuses personnes qui étudient la loi font également leurs calculs en termes de calorie ou d’unité thermique britannique (BTU). Il est parfois utile de calculer la conservation avec des chiffres réels, ce qui permet aux gens de voir comment fonctionne la loi. Si un moteur fait 4,000 4,000 J de travail sur son environnement, l’énergie interne diminue de 5,000 5,000 J. S’il dégage également 9,000 XNUMX J de chaleur pendant qu’il fonctionne, alors l’énergie interne diminue de XNUMX XNUMX J supplémentaires. l’énergie du système diminue d’un total de -XNUMX XNUMX J.
Dans un calcul alternatif, si un système effectue 4,000 5,000 J de travail sur son environnement et absorbe ensuite 5,000 4,000 J de chaleur de son environnement, le résultat est différent. Dans ce cas, il y a 1,000 XNUMX J d’énergie entrant et XNUMX XNUMX J sortant. Ainsi, l’énergie interne totale du système est de XNUMX XNUMX J.
Enfin, le travail négatif ou le travail effectué sur le système par l’environnement peut également être illustré par des calculs concernant la première loi de la thermodynamique. Par exemple, si le système absorbe 4,000 5,000 J alors que l’environnement effectue simultanément 9,000 XNUMX J ou travaille sur le système, un autre résultat sera observé. Étant donné que toutes les énergies circulent dans le système, l’énergie interne totale grimpe à XNUMX XNUMX J.