熱力学の第一法則: 問題解決

熱力学の第一法則は、システムに加えられた熱が仕事を実行し、システムの内部エネルギーを増加させるために利用されると述べています。

1気圧の100グラムの水が摂氏100度で蒸気に変わる例を考えてみましょう。この熱力学プロセスの内部エネルギーの変化は何ですか?

この熱力学系は、水が蒸気に変わると、一定の温度と圧力で初期液体から最終気体状態に変化します。

システムへの熱伝達は、質量と水の気化の潜熱の積です。

行われる作業は、圧力と体積変化の積に等しくなります。蒸気と水の質量と密度の値を使用して、体積変化など、行われた作業が推定されます。

ここで、未知の量は内部エネルギーの変化であり、既知の量はシステムによって供給される熱と作業です。したがって、熱力学の第一法則を適用すると、内部エネルギーの変化を推定できます。