Hukum termodinamik pertama: Perbezaan antara semakan
Kandungan dihapus Kandungan ditambah
Tiada ringkasan suntingan |
Tiada ringkasan suntingan |
||
Baris 18:
==Gambaran==
==Bukti hukum thermodinamik pertama ==
Hukum thermodinamik pertama dihasilkan dari bukti pemantauan secara empirikal. Jumpaan asal hokum ini berlaku secara perlahan-lahan kemungkinannya selama seabad atau lebih, dan kebanyakannya dari segi proses kitaran(”cyclic processes”).<ref>Truesdell, C.A. (1980). ''The Tragicomical History of Thermodynamics, 1822-1854'', Springer, New York, ISBN 0-387-90403-4.</ref> Yang berikut merupakan keterangan dari segi perubahan keadaan melalui proses sebatian yang tidak semestinya kitaran, tetapi terdiri dari segmen dua jenis, adiabatik dan isothermal diabatik.
===Proses Adiabatik (“Adiabatic”) ===
Ia boleh dilihat bahawa, di berikan sistem dalam keadaan awal, sekiranya kerja dikenakan pada sistem dalam keadaan adiabatik (contoh,.tebat haba), keadaan akhir adalah sama bagi jumlah kerja yang sama, tanpa mengira bagaimana kerja ini dilaksanakan.
Sebagai contoh, dalam ujikaji Joule, sistem awal adalah tangki air dengan pendayung di dalamnya. Sekiranya kita tebat haba tangki tersebut dan menggerakkan pendayung menggunakan takal dan pemberat kita boleh mengaitkan pengkatan suhu dengan jarak diturun oleh jisim. Kemudian sistem dikembalikan kepada keadaan asal, ditebat semula, dan jumlah kerja yang sama dilakukan dalam tangki menggunakan peranti berlainan (motor eletrik, bateri kimia, spring).Dalam kesemua kes, jumlah kerja boleh diukur secara bebas. Bukti menunjukkan bahawa keadaan akhir air (secara khususnya, suhu) adalah sama dalam setiap kes. Tidak kira kerja dilakuakan melalui eletrik, mekanikal, kimia,... atau ia dilakukan secara mengejut atau perlahan, selagi kia dilakukan dalam cara adiabatik.
Bukti ini mendorong kepada kenyataan satu aspek bagi hukum thermodinamik pertama.
:''Bagi kesemua proses adiabatik antara dua keadaan khusus bagi sistem tertutup, kerja jaringan bersih adalah sama tanga menghiraukan sifat sistem tertutup dan perincian proses tersebut.''
Pengesahan ini bagi laluan bebas merupakan satu aspek bagi makna pernyataan fungsi yang dikenali sebagai [[tenaga dalaman]], <math>U</math>. Dalam proses adiabatik, kerja adiabatik mengalih sistem dari keadaan rujukan dengan tenaga dalaman <math>U(O)</math> kepada pengakhiran arbitari dengan tenaga dalaman <math>U(A)</math>:
:<math>U(A)=U(O) + \Delta W^\mathrm{ad}_{O\to A}</math>
Di mana, menurut kebiasaan IUPAC kita mengambil secara positif kerja yang dilaksanakan pada sistem.
Untuk pergi dari keadaan A ke keadaan B kita boleh mengambil laluan yang melalui keadaan rujukan, kerana kerja adiabatik adalah bebas dari laluan
:<math>\Delta W^\mathrm{ad}_{A\to B}=\Delta W^\mathrm{ad}_{A\to O}+\Delta W^\mathrm{ad}_{O\to B} = -\Delta W^\mathrm{ad}_{O\to A}+\Delta W^\mathrm{ad}_{O\to B} = -U(A) + U(B) = \Delta U</math>
===Proses Isothermal diabatikc processes===
{{see also|Thermodynamic processes}}
Aspek pemantuan pelengkap bagi hukum pertama adalah [[pemindahan haba]].
Apabila sistem tidak membabitkan secara adiabatically, ia dilihat bahawa kerja dikenakan pada sistem tidak selaras dengan peningkatan pada tenaga dalamannya, yang, merupakan fungsi dinyatakan, boleh digunakan bagi kedua-dua proses adiabatik dan bukan-adiabatik.
:<math>\Delta W^{non-ad}\neq \Delta U</math>
Perbezaan disebabkan oleh [[pemindahan haba]] pada sistem, dan proses ini dikenali sebagai diabatik. Pemindahan haba boleh diukur menggunakan [[kalorimetri]].
Sekiranya sistem berada pada suhu tetap semasa pemindahan haba, pemindahan ini dikenali sebagai isothermal diabatik, dan kita boleh menulis <math>\Delta Q^{isoth}</math>.
Menggabungkan kedua aspek pelengkap bersama, adiabatik dan isothermal diabatik, ketidaksamaan boleh diubah menjadi persamaan sebagai
:<math>\Delta W^{ad} + \Delta Q^{isoth} = \Delta U\,</math>
Kenyataan gabungan ini merupakan gambaran hukum thermodinamik pertama bagi proses finite terdiri daripada segmen adiabatik dan isothermal diabatik berasingan.
Secara khusus, sekiranya tiada kerja dikenakan pada sistem terasing haba kida dapat
:<math>\Delta U = 0\,</math>.
Ini merupakan satu aspek hukum keabadian tenaga dan boleh dinyatakan sebagai:
:''Tenaga dalaman sistem terasing kekal sekata.''
==Formulasi fungsi dinyatakan==
==Rujukan==
| |||