القانون الأول للديناميكا الحرارية The first law of thermodynamics - الفريد في الفيزياء
  • القانون الأول للديناميكا الحرارية The first law of thermodynamics

    الفريد في الفيزياء
    The first law of thermodynamics
    القانون الأول للديناميكا الحرارية The first law of thermodynamics ، تطبيقاته ، مسائل
    القانون الأول للديناميكا الحرارية
    نقدم لكم في مدونة الفريد في الفيزياء ، في قسم تعريف وقانون في الفيزياء ، موضوع القانون الأول للديناميكا الحرارية 
    هنالك ثلاثة قوانين للديناميكا الحرارية ، وسنتعرف في هذا الدراس على القانو الأول منها : 
    تعريف بالقانون : هو القانون الذي يدرس العلاقة بين الطاقة الحرارية التي يكتسبها ، أو يفقدها النظام ، والشغل الذي يبذله النظام أو المبذول عليه ، التغير في الطاقة الداخلية للنظام .
    إن قانون الديناميكا الحرارية الأول يتضمن ثلاثة مبادئ هي : 
    1ـ قانون أو مبدأ حفظ الطاقة الذي ينص على أن :
     "الطاقة لا تفنى ولا تستحدث ولكنها تتحول من صورة إلى أخرى".
    2ـ تنتقل الحرارة من الجسم الساخن إلى الجسم البارد ، وليس بالعكس.
    3ـ الشغل هو صورة من صور الطاقة.
    * وعلي سبيل المثال ، عندما ترفع رافعة جسما إلى أعلى تنتقل جزء من الطاقة من الرافعة إلى الجسم ، ويكتسب الجسم تلك الطاقة في صورة طاقة الوضع.
    وعندما يسقط الجسم من عال ، تتحول طاقة الوضع (المخزونة فيه) إلى طاقة حركة فيسقط على الأرض.
    تكوّن تلك الثلاثة مبادئ القانون الأول للديناميكا الحرارية.
    نص القانون الأول للديناميكا الحرارية : 
    ( كمية الحرارة التي يكتسبها ، أو يفقدها النظام تساوي مجموع الشغل الذي يبذله النظام ، والتغير في الطاقة الداخلية للنظام )

    وبشكل مختصر ينص القانون على أن :" الطاقة في نظام مغلق تبقى ثابتة. "
    ويعبر عن تلك الصيغة رياضياً بالمعادلة :
    U = Q - W
    وهي تعني أن الزيادة في الطاقة الداخلية U لنظام = كمية الحرارة Q الداخلة إلى النظام - الشغل W المؤدى من النظام.
    أو بالرموز العربية : 
     Δط د= حر - شغ 
    أي أن الزيادة في الطاقة الداخلية Δط د لنظام = كمية الحرارة (حر) الداخلة إلى النظام - الشغل (شغ) المؤدي من النظام . 
    ملاحظات هامة / عند استخدامنا للعلاقتين السابقتين يجب علينا مراعاة التالي :
    1ـ يكون الشغل كمية موجبة ، إذا بذله النظام ( أي إذا حدث تمدد للغاز )
    ويكون الشغل كمية سالبة إذا بذل شغل على النظام ( أي إذا حدث انكماش للغاز )
    2ـ تكون كميةالحرارة كمية موجبة ، إذا اكتسب النظام طاقة حرارية ، وتكون كمية سالبة ، إذا فقد النظام طاقة حرارية .
    3ـ تعامل كمية الحرارة في الديناميكا الحرارية ، كأنها شغل ، فهي عبارة عن طاقة يمكن أن تنتقل بين النظام ، والوسط الخارجي المحيط به ، ولكنها تختلف عن الشغل في أن انتقالها مشروط بوجود فرق في درجات الحرارة بين النظام والوسط الخارجي .
    4ـ تزويد النظام بالحرارة ، يؤدي إلى تخزينها في النظام على شكل طاقة حركية ، وطاقة وضع ( طاقة كامنة ) للجزيئات التي يتكون منها النظام ، ولا تخزن على شكل حرارة .

    لهذا القانون العيديد من التطبيقات في واقع الحياة اليومية منها المحركات الحرارية ، حيث تعمل على تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة حركية ، وكذلك الثلاجات والمكيفات والمضخات الحرارية وغيرها .
    يمكنكم من أدناه تحميل ملف pdf فيه :

    جميع الحقوق محفوظة لــ الفريد في الفيزياء 2018 ©