열역학 제1법칙

에너지 절약

에너지는 한 형태에서 다른 형태로 변환할 수 있지만 변경이 완료된 후 변경이 발생하기 전에 존재하는 모든 에너지는 항상 어떤 형태로존재합니다. 이 관측은 에너지 의 보존 법칙에 표현된다 : 화학적 또는 물리적 변화 동안, 에너지는 생성하거나 파괴 할 수 없습니다, 그것은 형태로 변경할 수 있지만.

물질 보전법에 따르면 화학적 변화 시 총 물질의 양이 검출가능한 변화는 없습니다. 화학 반응이 발생하면 에너지 변화는 상대적으로 겸손하며 질량 변화는 측정하기에 너무 작습니다. 따라서 물질과 에너지의 보존 법칙은 잘 유지됩니다. 그러나 핵 반응에서는 에너지 변화가 훨씬 더 크며(백만 정도의 요인에 의해), 대량 변화는 측정할 수 있으며 물질 에너지 변환은 중요합니다.

에너지 전송 및 내부 에너지

물질은 에너지의 저수지 역할을 하므로 에너지를 추가하거나 제거할 수 있습니다. 에너지는 원자 또는 분자의 운동 에너지가 상승할 때 물질에 저장됩니다. 더 큰 운동 에너지는 증가 된 번역의 형태일 수 있습니다 (이동 또는 직선 움직임), 진동, 또는 원자 또는 분자의 회전. 열 에너지가 손실되면 이러한 동작의 강도가 감소하고 운동 에너지가 떨어집니다.

물질에 존재하는 모든 가능한 종류의 에너지의 총은 내부 에너지(U)라고하며때로는 E로상징됩니다.

시스템이 변화를 겪으면서 내부 에너지가 변할 수 있으며, 에너지는 시스템에서 주변 환경, 또는 주변 환경에서 시스템으로 전송될 수 있습니다. 따라서, 주변은 또한 에너지에 동등하고 반대의 변화를 경험한다.

내부 에너지는 상태 함수(또는 상태 변수)의 예이지만 열및 작업은 상태 기능이 아닙니다. 상태 함수의 값은 시스템이 있는 상태와 해당 상태에 도달하는 방식이 아니라 종속됩니다. 수량이 상태 함수가 아닌 경우 해당 값은 상태에 도달하는 방법에 따라 달라집니다. 상태 함수의 예는 고도 또는 고도입니다. 고도 5,895m의 킬리만자로 산 정상에 서있는 것은 누군가가 거기에 하이킹을 하거나 낙하산을 타든 어떻게 도달했는지는 중요하지 않습니다. 그러나 킬리만자로 정상으로 이동한 거리는 상태 기능이 아닙니다. 직항로나 더 둥근 통로로 정상에 오를 수 있습니다. 따라서 이동 거리는 다를 수 있습니다(거리는 상태 함수가 아닙니다); 그러나 도달한 고도는 동일합니다(고도는 상태 함수입니다).

이 텍스트는 OpenStax 화학 2e, 섹션 5.1에서 적응: 에너지 기본 및 OpenStax 화학 2e, 섹션 5.3: Enthalpy.