Eerste wet van de thermodynamica

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken

De eerste wet van de thermodynamica, ook wel Eerste Hoofdwet genoemd, stelt dat energie niet verloren kan gaan of uit het niets kan ontstaan. De wet staat algemeen bekend als de "Wet van behoud van energie". Er kunnen alleen omzettingen van energie plaatsvinden. De tweede wet van de thermodynamica stelt daarnaast nog andere voorwaarden aan de toegelaten omzettingen.

Sinds Einstein met zijn beroemde formule E = mc2 poneerde dat de massa en energie van een systeem aan elkaar gelinkt zijn, weten we dat energie verloren kan gaan wanneer er massa gecreëerd wordt, en vice versa. Om dit op te vangen beschouwt de wetenschap massa tegenwoordig ook als een vorm van energie, waardoor de eerste hoofdwet nog steeds geldt.

Verschillende vormen van de eerste hoofdwet[bewerken]

  1. Eerste hoofdwet in differentiaalvorm, met dU de toename van de inwendige energie van het systeem, δQ de toegevoegde warmte en δW de door het systeem verrichte arbeid
    \operatorname{d}U=\delta Q -\delta W
  2. Eerste hoofdwet voor eenvoudige, gesloten systemen met onveranderlijke samenstelling, enkel hydrostatische arbeid, met U1 de inwendige energie voor het proces en U2 de inwendige energie na het proces (integraalvorm)
    U_2-U_1=\sum{Q}-\sum{W}
  3. Eerste hoofdwet voor eenvoudige open systemen met onveranderlijke samenstelling, enkel hydrostatische arbeid (integraalvorm)
    \frac{M_\mathrm{cv}e_\mathrm{cv}}{\operatorname{d}t}+\dot{m}_\mathrm{uit}(e+pv)_\mathrm{uit}-\dot{m}_\mathrm{in}(e+pv)_\mathrm{in}=\dot{Q}-\dot{L}
  4. Veralgemeende vorm eerste hoofdwet, onveranderlijke samenstelling (differentiaalvorm)
    \operatorname{d}U=\delta Q + \sum_i{x_i\operatorname{d}Y_i}
  5. Eerste hoofdwet voor eenvoudige, gesloten systemen met veranderlijke samenstelling, enkel hydrostatische arbeid.
    \operatorname{d}U=T\operatorname{d}S-p\operatorname{d}V+\sum_i{\mu_i\operatorname{d}n_i}

Zie ook[bewerken]