첫 번째 열역학 법칙국는 열 에너지의 형태,그리고 열역학적 프로세스,그에 따라 원칙의 보호의 에너지입니다. 이는 열 에너지를 생성하거나 파괴 할 수 없음을 의미합니다. 그러나 그것은 한 위치에서 다른 위치로 옮겨져 다른 형태의 에너지로 전환 될 수 있습니다.

열역학은 열과 다른 형태의 에너지 사이의 관계를 다루는 물리학의 한 분야입니다., 특히,열에너지가 다른 형태의 에너지로 변환되는 방식과 그것이 물질에 미치는 영향을 설명합니다. 열역학의 기본 원리는 네 가지 법칙으로 표현됩니다.

“첫번째 법칙을 말한다면 내부의 에너지 시스템은 동일하게 작업을 수행되는 시스템,플러스 마이너스 열 흐르는거나 시스템의 다른 작품에서 수행되는 시스템,”고 말했다 Saibal Mitra,물리학 교수에서 미주리주립대학교 등이 있습니다. “그래서,그것은 에너지 보존의 재 작성입니다.,”

미트라 계속”에서 변경 내부의 에너지 시스템은 합의 모든 에너지를 입력 및 출력에서와 마찬가지로 시스템을 어떻게 모든 입출금 당신이 결정하는 변화에서 당신의 은행 잔고를 제공합니다.”이것은 표현을 수행하는 프로그램:ΔU=Q W,ΔU 의 변경 내부에서는 에너지,Q 은 열을 추가하여,시스템 W 가에 의해 수행 된 작업의 시스템입니다.,

역사

과학자들이 후반 18 세기와 19 세기 초에 준수하는 칼로리,이론 제안 Antoine Lavoisier in1783,또한 강화의 작품에 Sadi Carnot1824 년에 따라,미국 물리학회. 칼로리 이론 치료 열의 종류로는 액체를 자연스럽게 흘러나 뜨거운에서 차가운 지역으로 물 흐르고 높은 곳에서 낮은 장소입니다. 이 칼로리 유체에 흘러나오는 뜨거운 차가운 지역,그로 변환 될 수 있는 운동에너지를 만들어 작업을 할 많이 떨어지는 물할 수 있 드라이브에 물 휠., Rudolph Clausius 가 1879 년에”The Mechanical Theory of Heat”을 발표 할 때까지는 열량 이론이 마침내 쉬게되었습니다.

열역학시스템

할 수 있는 에너지의 두 부분으로 나누어에 따라,데이비드 맥키고,물리학의 교수에서 미리는 남 주립대학교 등이 있습니다. 하나는 가스 시스템에서 피스톤이 움직이고 밀리는 것과 같은 인간 규모의 거시적 기여입니다. 반대로,우리가 개인의 공헌을 추적 할 수없는 아주 작은 규모로 일이 일어납니다.,

맥키는”때 나는 두 개의 샘플의 금속에 대해,그리고 원자들은 엄청난 경계에서,두 개의 원자로 반송 각각 기타,그리고 중 하나 온보다 더 빠르게 다른지 추적하습니다. 그것은 매우 작은 시간 규모와 매우 작은 거리에서 발생하며 초당 여러 번 발생합니다. 그래서,우리는 나누어 모든 에너지를 전송하는 두 개의 그룹으로 물건을 우리는 것을 계속 추적하고,우리는 물건 하고 싶지 않습니다. 이들 중 후자는 우리가 열이라고 부르는 것입니다.,”

열역학 시스템은 일반적으로 개방,폐쇄 또는 격리 된 것으로 간주됩니다. 에 따라,캘리포니아대학 데이비스,열려 있는 시스템 자유롭게 교환하는 에너지와 사정으로 그 주변;닫힌 시스템을 교환하는 에너지 하지만 문제는 주변과 격리된 시스템을 교환하지 않는 에너지 문제 또는습니다. 예를 들어,냄비에 끓는 수프 받는 에너지에서 난로,열 방출 팬에서,그리고 방출한 문제이에서 증기의 형태로,또는 열 에너지입니다. 이것은 개방형 시스템이 될 것입니다., 우리가 냄비에 단단한 뚜껑을 씌우면 여전히 열 에너지를 발산하지만 더 이상 증기의 형태로 물질을 방출하지 않습니다. 이것은 폐쇄 된 시스템 일 것입니다. 그러나,있다면 우리는 국물을 붓고 완벽하게 절연된 보온병과 물개,뚜껑 없을 것이 또는 에너지 문제 것으로 또는 시스템입니다. 이것은 고립 된 시스템 일 것입니다. 그러나 실제로는 완벽하게 격리 된 시스템이 존재할 수 없습니다. 모든 시스템은 아무리 잘 절연되어 있더라도 방사선을 통해 환경으로 에너지를 전달합니다., 보온병에있는 수프는 단지 몇 시간 동안 뜨겁게 머무를 것이고 그 다음날까지 실내 온도에 도달 할 것입니다. 다른 예로,백색 왜성의 별,뜨거운 잔재의 불 stars 는 더 이상 생산하는 에너지할 수 있습에 의해 절연 광년에 가까운 완전한 진공 행성간 공간에서,아직 그들은 결국 아래로 냉각에서 여러의 수천 수만 도 근처에는 절대로 인해 에너지 손실을 통해 방사선입니다. 이 과정은 우주의 현재 시대보다 오래 걸리지 만,그것을 막을 수는 없습니다.,

열 엔진

가장 일반적인 실제적인 응용 프로그램의 첫번째 법칙은 열 엔진입니다. 열 엔진은 열 에너지를 기계적 에너지로 변환하거나 그 반대로 변환합니다. 대부분의 열 엔진은 개방형 시스템 범주에 속합니다. 열 엔진의 기본 원리는 작동 유체의 열,부피 및 압력 간의 관계를 이용합니다. 이 액은 일반적으로 가 있지만,어떤 경우에는 그것을 받을 수 있습 단계에서 변경 가스를 액체고 다시는 동안 가스 사이클.

가스가 가열되면 팽창합니다.그러나 그 가스가 국한 될 때 압력이 증가합니다., 면 하단의 벽 감 챔버는 최고의 움직일 수 있는 피스톤,이는 압력을 발휘에 대한 힘의 표면을 피스톤의 원인을 아래로 이동. 이동할 수 있는 다음을 다룰 작업 동일 총 강제 적용 최고의 피스톤 시간 거리에는 피스톤 이동합니다.

기본 열 엔진에 수많은 변형이 있습니다. 예를 들어,증기 엔진에 의존하는 외부연을 열 보일러 탱크를 포함하는 작업체,일반적으로 물., 물 증기 변환 하 고 압력 다음 기계적 에너지 열 에너지를 변환 하는 피스톤을 구동 하는 데 사용 됩니다. 자동차 엔진,그러나 사용하는 내연 기관,액체 연료화,혼합하는 공기와 점화 실린더 안에 위 움직일 수 있는 피스톤 운전 그것은 아래를 내려다보았습니다.

,냉장고,에어컨 및 열 펌프

냉장고 및 열 펌프는 열 엔진 변환하는 기계에너지 가열합니다. 이들 대부분은 폐쇄 형 시스템의 범주에 속합니다. 가스가 압축되면 온도가 상승합니다., 이 뜨거운 가스는 주변 환경으로 열을 전달할 수 있습니다. 그런 다음 경우 압축가스 허용 확장,온도 되는 추운 것보다는 그것이었기 전에 압축되었기 때문에 일부의 열 에너지가 제거되는 동안 뜨거운 사이클이다. 이 차가운 가스는 환경으로부터 열 에너지를 흡수 할 수 있습니다. 이것은 에어컨 뒤에있는 작업 교장입니다. 에어 컨디셔너는 실제로 감기를 생성하지 않으며 열을 제거합니다. 작동 유체는 압축에 의해 가열되는 기계식 펌프에 의해 실외로 이송됩니다., 다음으로,일반적으로 공랭식 열 교환기를 통해 실외 환경으로 그 열을 전달합니다. 그런 다음,그것은 다시 가져 실내에,그것은 허용 확장하고 멋진할 수 있도록 열을 흡수하에서 실내공기를 통해 다른 열 교환기입니다.

열 펌프는 단순히 역방향 에어컨 실행입니다. 압축 된 작동 유체의 열은 건물을 데우는 데 사용됩니다. 그것은 다음을 옮기는 외부로 확장된,추위도록 함으로써 그것은 열을 흡수하는 외부 공기에서,심지어 겨울에는 보통보다 따뜻한 차가운 작업을 유동적입니다.,

지열 또는 지상 소스에 공기 조화 및 열 펌프 시스템을 사용하여 긴 U 자 모양의 튜브에서 깊은 우물 또는 배열의 수평관에서 매장 큰 영역을 통해 작업체 순환,그리고 열 전송하거나 지구에서. 다른 시스템은 하천이나 바다의 물 을 사용하여 작동 유체를 가열하거나 냉각시킵니다.