Unterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik - Unterschied Zwischen

Unterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik

Hauptunterschied - erster gegen zweiter Hauptsatz der Thermodynamik

Thermodynamik ist ein entscheidender Bestandteil der Physik, der Materialwissenschaften, der Ingenieurwissenschaften, der Chemie, der Umweltwissenschaften und einiger anderer Bereiche. In der Thermodynamik gibt es vier Gesetze; der nullte Hauptsatz der Thermodynamik, der erste Hauptsatz der Thermodynamik, der zweite Hauptsatz der Thermodynamik und der dritte Hauptsatz der Thermodynamik. Diese vier Gesetze behaupten, dass alle thermodynamischen Prozesse ihnen gehorchen. Das erste und zweite Gesetz sind die am häufigsten verwendeten Gesetze in der Thermodynamik. Das erste Gesetz besagt, dass Energie weder erzeugt noch zerstört werden kann. Das erste Gesetz ist einfach eine andere Version des Energieerhaltungssatzes. Das zweite Gesetz dagegen behauptet, dass einige thermodynamische Prozesse verboten sind. Dieser Artikel konzentriert sich auf die Unterschiede zwischen dem ersten und dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik.

Was ist der erste Hauptsatz der Thermodynamik?

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik ähnelt dem für thermodynamische Prozesse angepassten Energieerhaltungssatz. Nach dem Energieerhaltungssatz ist die Gesamtenergie eines isolierten Systems konstant. Energie kann nicht erzeugt oder zerstört werden, sondern kann von einer Form in eine andere umgewandelt werden.

Das erste Gesetz besagt, dass der Anstieg der inneren Energie eines geschlossenen Systems gleich der dem System zugeführten Wärme ist, abzüglich der von ihm geleisteten Arbeit. Diese Aussage kann auch ausgedrückt werden als ΔU = ΔQ - ΔW wobei ΔU = die Zunahme der inneren Energie ist, ΔQ = dem System zugeführte Wärme und ΔW = vom System geleistete Arbeit. (ΔW ist negativ, wenn am System gearbeitet wird.)

Der erste Satz wird manchmal als ΔU = ΔQ + ΔW ausgedrückt. In dieser Form des ersten Gesetzes sollte ΔW als die Arbeit angesehen werden, die an dem System geleistet wird. ΔW ist negativ, wenn das System die Arbeit verrichtet.

Wie auch immer, das erste Gesetz sagt nichts darüber aus, wie man Energie von einer Form in eine andere umwandeln kann.

Was ist der zweite Hauptsatz der Thermodynamik?

Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik kann auf verschiedene Weise wie unten ausgedrückt werden.

Es ist unmöglich, eine perfekte Wärmekraftmaschine oder einen perfekten Kühlschrank zu bauen. Dies bedeutet, dass eine Wärmekraftmaschine oder ein Kühlschrank mit 100% Energieeffizienz nicht gebaut werden kann.

Es ist unmöglich, Wärme vollständig in Arbeit umzuwandeln, ohne dass eine andere Änderung stattfindet. Diese Aussage besagt, dass Energie immer dann verschwendet wird, wenn Wärme in Arbeit umgewandelt wird. Die Abfallmenge kann reduziert werden. Es kann jedoch nicht beseitigt werden.

Es ist unmöglich, eine Maschine mit ständiger Bewegung zu bauen. Diese Aussage impliziert, dass es unmöglich ist, eine Maschine mit ständiger Bewegung zu konstruieren, da Energie mit der Zeit verschwendet wird.

Wärme kann von einem heißen Behälter zu einem kalten Behälter fließen, aber nicht umgekehrt, ohne dass eine andere Änderung stattfindet. Diese Aussage impliziert, dass Wärme von einem heißen Reservoir zu einem kalten Reservoir übertragen werden kann, ohne Arbeit zu leisten. Es muss jedoch Arbeit geleistet werden, um Wärme von einem kalten Reservoir zu einem heißen Reservoir zu übertragen.

Es kann keine Wärmekraftmaschine existieren, deren Wärmewirkungsgrad höher ist als die eines reversiblen Carnot-Motors. Diese Aussage impliziert, dass der thermische Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine den Carnot-Wirkungsgrad nicht überschreitet. Die maximal mögliche thermische Energieeffizienz wird als Carnot-Effizienz bezeichnet. Dieses Konzept ist in der Wissenschaft sehr hilfreich, da es uns ermöglicht, den maximal erreichbaren thermischen Wirkungsgrad eines gegebenen thermodynamischen Systems zu berechnen.


Funktionsprinzip der Carnot Wärmekraftmaschine

Unterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik

Die Grundidee:

Erstes Gesetz: Der erste Hauptsatz der Thermodynamik ist a Fassung des Energieerhaltungssatzes.

Zweites Gesetz: Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik Welche Arten von thermodynamischen Prozessen sind in der Natur verboten.

Inhalt:

Erstes Gesetz: Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass Energie weder erzeugt noch zerstört werden kann.

Zweites Gesetz: Es ist unmöglich, eine perfekte Wärmekraftmaschine oder einen perfekten Kühlschrank zu bauen. Es ist nicht möglich, eine Maschine mit ständiger Bewegung zu konstruieren. Es ist unmöglich, Wärme vollständig in Arbeit umzuwandeln. Wärme fließt nicht spontan von einem kalten Behälter in einen heißen Behälter. Die Entropie eines isolierten Systems nimmt niemals ab.

Verwendet:

Erstes Gesetz: Die gleichung; ΔU = ΔQ + ΔW kann verwendet werden, um den algebraischen Wert einer Größe zu berechnen, wenn zwei andere Größen der Gleichung bekannt sind.

Zweites Gesetz: Mit dem zweiten Satz kann der maximal erreichbare thermische Wirkungsgrad (Carnot-Wirkungsgrad) einer bestimmten Wärmekraftmaschine berechnet werden.


Bildhöflichkeit:

"Carnot Wärmekraftmaschine" von Eric Gaba (Sting - fr: Sting) - Eigene Arbeit Basierend auf Image: Carnot-engine.png, (Public Domain) via