20.6
Stellen Sie sich eine Himmelslaterne mit einer Kerze vor. Die Hitze der Kerze erhöht die innere Energie der Luftmoleküle im Inneren der Laterne, was die Ausdehnung der Luft bewirkt und die Laterne aufbläht. Durch die Ausdehnung wird die Arbeit von den Luftmolekülen auf der Laterne verrichtet. Die Luftdichte im Inneren der aufgeblasenen Laterne wird reduziert, was Auftrieb erzeugt.
In diesem Beispiel ist die Änderung der internen Energie des Systems gleich der Nettowärmeübertragung in das System abzüglich der vom System geleisteten Nettoleistung. Diese Gleichung ist eine verallgemeinerte Form der Energieerhaltung, die als erster Hauptsatz der Thermodynamik bekannt ist.
Herkömmlicherweise ist Q positiv oder negativ, je nachdem, ob dem System Wärme zugeführt oder aus dem System abgeführt wird. Außerdem ist W positiv, wenn die Arbeit vom System ausgeführt wird, und negativ, wenn die Arbeit am System ausgeführt wird.
Bei jedem thermodynamischen Prozess ist die Änderung der inneren Energie pfadunabhängig und hängt nur von den Anfangs- und Endgleichgewichtszuständen des Systems ab. Die innere Energie ist also eine Zustandsfunktion.
Die Änderung der inneren Energie eines Systems hängt von der Netto-Wärmeübertragung in das System und der vom System geleisteten Netto-Arbeit ab. Das…
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