القانون الأول للديناميكا الحرارية

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث

القانون الأول للحرارة (بالإنجليزية:First law of thermodynamics)

ينص القانون الأول للديناميكا الحرارية على أن:

"الطاقة لا تفنى ولا تستحدث من عدم ولكن تتحول من شكل إلى آخر".

تطبيقات القانون[عدل]

الأنظمة الحرارية[عدل]

النظام في الترموديناميكا : هو عينة موجودة في بيئة محيطة. مثال على ذلك العينة : كوب ماء، والبيئة المحيطة : الغرفة. فمثلا : إذا وضعنا في كوب الماء قطعة من الثلج، تنتقل حرارة من جو الغرفة إلى كوب الماء وتنصهر قطعة الثلج. ويظل انتقال الحرارة بين الغرفة والكوب حتى تتساوى درجة الحرارة فيهما. يعتبر هذا النظام نظاما مفتوحا.

أنواع الأنظمة في الترموديناميكا[عدل]

  1. النظام المغلق: هو الذي لا يحدث فيه انتقال للكتلة بين العينة والوسط المحيط، ولكن يمكن أن يحدث بينهما انتقال للحرارة.
  2. النظام المفتوح: هو الذي يحدث فيه انتقال للكتلة وانتقال للحرارة بين العينة والوسط المحيط.
  3. النظام المعزول: هو الذي لا يحدث فيه انتقال للحرارة ، ففيه لا يحدث انتقال حرارة بين العينة والوسط المحيط.

الإجراءات الحرارية[عدل]

العمليات : هو التحول من حالة إتزان إلى حالة إتزان آخر، ويمكن في خلال عملية معينة تثبيت خاصية ما :

  1. توازن ميكانيكي،
  2. توازن ترموديناميكي،
  3. توازن حراري.
  4. توازن كيميائي.

القانون الأول للديناميكا الحرارية للنظام المغلق[عدل]

dQ= dU + dW

حيث :

(dQ)هي كمية الحرارة التي تخرج من أو تنتقل إلى النظام.
(dU)هو التغير في الطاقة الداخلية للنظام وهي هنا دالة لدرجة الحرارة فقط (U = f(T.
(dW)هو الشغل المبذول على أو من النظام. فإذا كان النظام غازا فيكون الشغل هو حاصل ضرب الضغط p في تغير الحجم dV :
dW = p. dV

نلاحظ أن كل من dQ وdU وdW وحدتها وحدة طاقة أي جول، وينطبق ذلك أيضا على حاصل الضرب p. dV فيمكن إثبات أن وحدته هي الجول.

القانون الأول للديناميكا الحرارية للنظام المفتوح[عدل]

dQ-dW=dH +dKin+dPot

حيث: dQ كمية الحرارة المضافة أو المنزوعة من النظام،

dW الشغل المبذول من النظام أو عليه،

dH التغير في السخانة ( المحتوي الحراري) H،

dKin التغير في طاقة الحركة (Kinetic energy)،

dPot التغير في طاقة الوضع (Potential energy).

في حالة الحجم الثابت[عدل]

V=ثابت، وهذا يعنى أن: dV=0 وبالتالى لا شغل يؤدى dW = 0

و هذا يعنى أن كمية الحرارة التي يمتصها النظام تتناسب مع الزيادة في درجة الحرارة.

و تكون :

dU= dH

أي يكون التغير في السخانة مساويا للتغير في الطاقة الداخلية.

في حالة درجة الحرارة الثابتة[عدل]

تكون dT = 0

وهذا يعنى أن dU = 0

و في هذة الحالة تكون dH = dW

أي أن كمية الحرارة التي يمتصها النظام تساوى الشغل المبذول بواسطة الغاز.

أنظر أيضا ً[عدل]

[[sl: