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熱力学の第一法則: 問題解決
20.7
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。
熱力学の第一法則は、系の内部エネルギーの変化は、系への正味の熱伝達から系によって行われる正味の仕事を引いたものに等しいと述べています。 この方程式はエネルギー保存の一般化された形式であり、あらゆる熱力学プロセスに適用できます。
次の戦略は、熱力学の第一法則に関係する問題を解決するために使用できます。