Какой положительный? что отрицательно? о законах термодинамики...от проблемы решить

Первый закон термодинамики — это энергетический баланс, который является переформулировкой закона сохранения энергии. Учитывая, что символом энергии является «E», и с использованием стандартного символа внутренней энергии «U», вся энергия, поступающая в систему, добавляется к внутренней энергии, а вся энергия, покидающая систему, вычитается из внутренней энергии. В форме уравнения это:

$\Delta U = E_{in} - E_{out}$

Обратите внимание, что и работа, и теплота являются формами энергии, и при нормальных условиях работа, которая добавляется к процессу, превращается в тепло посредством диссипативных процессов (например, трения). Поскольку работа и тепло эквивалентны с энергетической точки зрения, первый закон термодинамики можно легко записать для каждого отдельного процесса, как подробно описано ниже:

1) Для процесса, в котором работа вала используется для перекачивания жидкости, работа поступает в систему. Предположим, что по какой-то причине жидкость также должна быть нагрета, поэтому тепло также поступает в систему. Для этого процесса применимо уравнение

$\Delta U = W_{in} + Q_{in}$

2) В холодильной системе работа вала используется для сжатия хладагента, тепло отводится в окружающую среду для конденсации хладагента, давление хладагента снижается с помощью расширительного клапана, а низкотемпературное тепло поглощается хладагентом для сохранения что-то крутое. Это означает, что в первом законе этой системы есть два тепловых члена, что приводит к следующему уравнению:

$\Delta U = W_{in} + Q_{in} - Q_{out}$

Поскольку это циклический процесс,$\Delta U = 0$, поэтому количество тепла, выходящего из этой системы, должно быть больше, чем количество тепла, поглощенного хладагентом, поскольку работа, совершаемая компрессором, превращалась в тепло, которое необходимо отводить в окружающую среду.

Приведенные выше примеры иллюстрируют один из способов построения первого закона термодинамики, который сводит к минимуму путаницу, которая может возникнуть при принятии решения о том, является ли работа положительной или отрицательной. Фактически, поскольку работа и тепло эквивалентны с термодинамической точки зрения, всем энергетическим терминам произвольно присваиваются положительные значения. После этого любая энергия, поступающая в систему, добавляется к внутренней энергии, а любая энергия, выходящая из системы, вычитается из внутренней энергии.

Используя этот метод для задачи 3 в размещенном вопросе, контейнер с жидким натрием является системой, и этот контейнер передал 300 Дж тепла в окружающую среду. Даже при такой передаче тепла в окружающую среду система получила 250 Дж внутренней энергии. Это означает, что проблема работает следующим образом:

$\Delta U = E_{in} - E_{out}$

Очевидно, что тепло ушло из системы, но не очевидно, поступила ли в систему или ушла работа. Предположим, что работа поступила в систему. Когда уравнение первого закона решено для работы, если работа положительна, это предположение было правильным. Если рабочий член отрицательный, то предположение было неверным и работа покинула систему. Таким образом, применимо следующее решение:

$\Delta U = W_{in} - Q_{out}$

$\Delta U + Q_{out} = W_{in}$

250 Дж + 300 Дж = 550 Дж =$W_{in}$

Таким образом, вложенная в систему работа составила 550 Дж.

Подумайте об этом так. Если чистая энергия уходит из системы, произойдет уменьшение (отрицательное изменение) внутренней энергии. Если чистая энергия поступает в систему, произойдет увеличение (положительное изменение). Исходя из этого, изменение внутренней энергии для 1, 2 и 3 является отрицательным, положительным и положительным соответственно. Теперь, что касается формы уравнения для первого закона, используются два соглашения .

В физике и технике сегодня наиболее распространенным выражением для первого закона является форма Клаузиуса.

Например, это уравнение используется в справочнике по основам экзамена NCEE (FE), чтобы стать профессиональным инженером. Тем не менее, есть движение в сторону использования смены знака. См. Википедию.

В этом случае,$W$положительна, если работа совершается системой (работа, энергия уходит), и отрицательна, если она совершается над системой (работа входит, энергия поступает). Этот вывод физики возникает в основном из-за векторного соглашения о работе. Работа считается положительной, если направление силы совпадает с направлением перемещения. Что-то работает положительно, когда передает энергию чему-то другому.

Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) использует приведенную ниже форму, и именно эта форма преподается на курсах химии.

В этом случае$W$отрицательна, если работа совершается системой (работа, расход энергии), и положительна, если она совершается над системой (работа, вход, энергия). Это точно такое же соглашение, что и тепло (тепло на выходе = энергия на выходе и тепло на входе = энергия на входе).

Хотя может показаться, что не имеет значения, какое выражение для работы вы используете, вы всегда должны проверять, какое из них используется. Вы также всегда должны оставаться последовательными.

Обе версии согласуются со следующим фактом, о котором я сказал в начале:

Если чистая энергия уходит из системы, произойдет уменьшение (отрицательное изменение) внутренней энергии. Если чистая энергия поступает в систему, произойдет увеличение (положительное изменение).

ПОИСК ГУГЛ:

Как бы то ни было, я погуглил «Первый закон термодинамики» и проверил ссылки в том порядке, в котором они появляются, на предмет соглашения о знаках, если было дано уравнение первого закона. Вот что я нашел:

Википедия (-W)

Гиперфизика (-W)

НАСА (-W)

Академия Хана (+W)

Британская энциклопедия (-W)

Физика Сократа (-W)

Chemed.chem.purdue.edu (+W)

Азбука науки )(-W)

Термодинамика (физика для идиотов)(-W)

Колледж физики (opentextbc.ca)(-W)

Солнечная энергия.tech (-W)

Физика Бостонского университета (-W)

ASME (Американское общество инженеров-механиков) (-W)

После этого я остановился.

Надеюсь это поможет