Termodynamikkens første hovedsetning

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Gå til: navigasjon, søk

Termodynamikkens første hovedsetning eller lov sier at energi kan aldri oppstå eller tilintetgjøres, men kun kan gå over i andre former. Denne fundamentale naturloven omtales også som energiprinsippet eller loven om energiens bevarelse. Energimengden i et isolert system er konstant. Prinsippet ble etablert på midten av 1800-tallet og først klart formulert av de tyske fysikerne Hermann von Helmholtz og Rudolf Clausius.

Loven handler om energioverføring. Energi i et system kan utveksles med omgivelsene i form av arbeid W eller varme Q. Dermed forandres systemets indre energi U. Energiloven sier at ved alle prosesser er forandringen av den indre energien ΔU til systemet lik summen av arbeidet ΔW som blir utført på systemet og varmen ΔQ som det får tilført:

 \Delta U = \Delta W + \Delta Q

Den tilførte varmen vil gi en forandring i systemets entropi S som er gitt ved termodynamikkens andre hovedsetning ΔS ≥ ΔQ /T når systemet har absolutt temperatur T. Det påførte arbeid ΔW kan være mekanisk, kjemisk eller av elektromagnetisk natur.

Forklaring og eksempel[rediger | rediger kilde]

Pil som suser mot blink.jpg

I dagligtale sier vi gjerne at «energi forsvinner» eller «blir borte». Men i virkeligheten er det ikke det som skjer, for energi kan aldri bli borte i følge termodynamikkens 1. hovedsetning.

Når for eksempel en pil suser av gårde gjennom luften på vei mot en blink, kan vi si at den inneholder energi i kraft av sin bevegelse (se: bevegelsesenergi). Når pilen så treffer blinken, går denne bevegelsesenergien over i vibrasjoner i blinken (og i pilen). Disse vibrasjonene forplanter seg videre utover, og når de er blitt små nok, kaller vi dem for varme. Varme er en energiform, men den er den energiformen som i minst grad kan utnyttes til nyttig arbeid. Det er heller ikke mye vi merker til varmen som frambringes av vibrasjonene fra blinken i form av temperaturøkning. (Temperaturen i blinken og omgivelsene øker med kanskje 0,0001°C.) Energien som pilen hadde da den beveget seg gjennom luften, har altså ikke blitt borte. Den er omdannet til varme.

Omvendt kunne vi tenke oss at denne lille oppvarmingen av blinken kunne samle seg og omdannes til mekanisk energi som ville slynge pilen tilbake mot bueskytteren. Dette er fullt mulig ifølge 1. hovedsetning. At det ikke skjer i virkeligheten, skyldes termodynamikkens 2. hovedsetning.

Se også[rediger | rediger kilde]

fysikkstubbDenne fysikkrelaterte artikkelen er dessverre kort eller mangelfull, og du kan hjelpe Wikipedia ved å utvide den.