Termodynamikkens 1. lov

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Gå til: navigation, søg

Termodynamikkens 1. lov handler om energiens konstans. Det er et grundlæggende princip i mekanikken og også – mere generelt – i fysikken. I termodynamikken bruges loven til at give en præcis definition på varme:

Den varme, som strømmer ind i et system, er lig med forøgelsen af systemets indre energimængde minus det arbejde, som udføres af systemet. Med andre ord: energi kan omdannes fra én form til en anden, men den kan ikke skabes eller ødelægges. Eller sagt i jævne ord:

"Man kan ikke få mere ud, end man lægger ind."

Matematisk beskrivelse af første hovedsætning[redigér | redigér wikikode]

Til beskrivelse af den indre energi i et vilkårligt legeme har man fundet frem til følgende empiriske lov, som ikke kan bevises, men som har vist sig at passe på alle tænkelige og utænkelige forsøg:

dU = \delta Q+\delta W\,
  • dU er den infinitesimale ændring i den indre energi
  • \delta Q er ændringen i mængden af den tilførte varme (bemærk at varme ikke er det samme som temperatur)
  • \delta W er ændringen i mængden af det udførte arbejde

Bemærk, at \delta Q og \\delta W er ineksakte differentialer. Måden, hvorpå man udregner \delta Q og \\delta W, varierer, alt efter hvilken delproces der er tale om.

Maskiner, der strider mod dette, og rent faktisk bruger mindre energi, end de bliver tilsat, kaldes evighedsmaskiner af første art, da de bryder med første hovedsætning.

På jævnt dansk[redigér | redigér wikikode]

Det kan virke, som om energi forsvinder, men lad os se på et eksempel: Hvis du smækker en dør, vil du overføre en hel del bevægelsesenergi til døren. Hvor bliver denne energi af? For at smække en dør hårdt, skal der tilføres meget energi, da døren har et stort overfladeareal.

  • For det første går der en del af energien til varmeenergi i hængslerne, pga. den gnidningsenergi der opstår.
  • For det andet vil der, når døren ikke kan bevæges mere, og dermed stopper brat, fordi den rammer et andet objekt – karmen – afsættes en masse energi heri. Dette kan karmen oftest holde til, da den fjedrer – men hvis man smækker tilstrækkeligt hårdt, vil man for alvor se energien, da karmen så kan gå i stykker.
  • Den sidste mængde energi afsættes som lydenergi – det er derfor, man siger, at man smækker med døren – der kommer en høj lyd.

Der vil også afsættes energi andre steder, men ikke af nogen væsentlig størrelse.

Hvis man kunne regne på det hele, vil man se, at intet energi er gået tabt. Derved kan følgende udsagn opstilles:

Energi kan ikke opstå eller forsvinde af sig selv, men vil alene være et resultat af et tilført eller afgivet arbejde. Hvis man betragter et afgrænset system, så vil den samlede energi i dette system være bevaret.

Se også[redigér | redigér wikikode]