0:00:01.236,0:00:03.866
Дотук видя първия закон на термодинамиката.

0:00:03.866,0:00:05.367
Това казва той.

0:00:05.367,0:00:06.600
Да видим как го използваш.

0:00:06.600,0:00:08.733
Да разгледаме определен пример.

0:00:08.733,0:00:10.900
Да кажем, че имаш тази задача

0:00:10.900,0:00:14.666
и тя казва, че 60 джаула работа е извършена върху газ

0:00:14.666,0:00:18.933
и газът губи 150 джаула топлина към околната му среда.

0:00:18.933,0:00:21.000
Каква е промяната във вътрешната енергия?

0:00:21.000,0:00:22.633
Ще използваме първия закон.

0:00:22.633,0:00:24.466
Ето какво първият закон ще ни позволи да установим.

0:00:24.466,0:00:28.233
Промяната във вътрешната енергия ще е равна

0:00:28.233,0:00:30.666
на количеството топлина, която бива добавена към газа.

0:00:30.666,0:00:32.600
Да видим, топлина, добавена към газа.

0:00:32.600,0:00:36.614
Това ни казва, че газът губи 150 джаула топлина

0:00:36.614,0:00:37.934
към околната му среда.

0:00:37.934,0:00:40.368
Това означава, че топлина е излязла от газа,

0:00:40.368,0:00:42.900
топлина е напуснала газа.

0:00:42.900,0:00:45.299
Това трябва да е било поставено в по-хладна среда,

0:00:45.299,0:00:47.000
за да може топлината да излезе.

0:00:47.000,0:00:49.260
Това губи 150 джаула.

0:00:49.260,0:00:51.466
И много хора просто поставят 150 тук.

0:00:51.466,0:00:53.667
Трябва да е -150,

0:00:53.667,0:00:55.967
понеже Q тук представлява топлината, добавена към газа,

0:00:55.967,0:00:58.870
ако изгубиш 150 джаула, това е -150.

0:00:58.870,0:01:02.633
И после плюс... добре, колко работа е била извършена.

0:01:02.633,0:01:05.466
Тук ни казват, че 60 джаула работа е извършена върху газ.

0:01:05.466,0:01:08.666
Това е работата, извършена върху газа.

0:01:08.666,0:01:10.984
Това означава, че е положителен принос

0:01:10.984,0:01:12.052
към вътрешната енергия.

0:01:12.052,0:01:14.836
Това е енергията, която добавяш към газа.

0:01:14.836,0:01:18.366
60 джаула трябва да е положително

0:01:18.366,0:01:23.366
и това е плюс извършената работа, +60 джаула.

0:01:23.433,0:01:27.666
Сега можем да открием, че промяната във вътрешната енергия ще е

0:01:27.666,0:01:30.100
-90 джаула.

0:01:30.100,0:01:31.169
Но защо ни интересува?

0:01:31.169,0:01:32.853
Защо ни интересува промяната

0:01:32.853,0:01:34.200
във вътрешната енергия на газа?

0:01:34.200,0:01:35.666
Тук има нещо важно.

0:01:35.666,0:01:40.166
Дали ще е едноатомна, или двуатомна, или триатомна молекула,

0:01:40.166,0:01:44.000
вътрешната енергия на газа винаги е пропорционална

0:01:44.000,0:01:45.467
на температурата.

0:01:45.467,0:01:47.667
Това озачава, че ако температурата се увеличи,

0:01:47.667,0:01:49.366
вътрешната енергия се увеличава.

0:01:49.366,0:01:51.866
И също означава, че ако вътрешната енергия се увеличи,

0:01:51.866,0:01:53.100
температурата се увеличава.

0:01:53.100,0:01:55.633
Едно нещо, което можем да кажем,

0:01:55.633,0:01:58.933
като погледнем това е, че промяната във [br]вътрешната енергия беше отрицателна.

0:01:58.933,0:02:02.266
Това означава, че енергията спадна с 90 джаула.

0:02:02.266,0:02:06.286
Като цяло, когато всичко бъде извършено, този газ е изгубил

0:02:06.286,0:02:08.300
90 джаула вътрешна енергия.

0:02:08.300,0:02:09.766
Това означава, че температурата е спаднала.

0:02:09.766,0:02:12.400
Това означава, че газът ще е по-хладен,

0:02:12.400,0:02:15.151
когато приключиш този процес в сравнение с началото.

0:02:15.151,0:02:18.200
Въпреки че добави 60 джаула енергия от работа,

0:02:18.200,0:02:20.966
той изгуби 150 джаула топлинна енергия.

0:02:20.966,0:02:22.167
Това е сумарна загуба.

0:02:22.167,0:02:23.567
Температурата ще намалее.

0:02:23.567,0:02:25.833
Това е важен ключов факт.

0:02:25.833,0:02:27.333
Каквото прави вътрешната енергия,

0:02:27.333,0:02:28.866
това ще прави температурата.

0:02:28.866,0:02:31.766
И това е логично, тъй като знаем, че увеличение

0:02:31.766,0:02:35.633
във вътрешната енергия означава увеличение в

0:02:35.633,0:02:37.733
транслационната кинетична енергия, [br]ротационната кинетична енергия,

0:02:37.733,0:02:39.200
вибрационната енергия.

0:02:39.200,0:02:42.733
Температурата също е мярка за вътрешната енергия.

0:02:42.733,0:02:45.302
Забележи, че не можем да кажем точно колко

0:02:45.302,0:02:46.633
е спаднала температурата.

0:02:46.633,0:02:48.666
Това е загуба от 90 джаула,

0:02:48.666,0:02:52.033
но това не означава загуба на 90 градуса.

0:02:52.033,0:02:53.100
Тези са пропорционални.

0:02:53.100,0:02:54.300
Не са равни.

0:02:54.300,0:02:55.933
Ако сляза с 90 джаула, това не означава,

0:02:55.933,0:02:57.767
че слизам с 90 градуса.

0:02:57.767,0:03:00.400
Ще трябва да знам повече за състава на газа,

0:03:00.400,0:03:01.567
за да направя това.

0:03:01.567,0:03:02.566
Но вътрешната енергия

0:03:02.566,0:03:04.702
и температурата са пропорционални.

0:03:04.702,0:03:06.033
Да опитаме с друга задача.

0:03:06.033,0:03:10.666
Да кажем, че газът е започнал с 200 джаула вътрешна енергия

0:03:10.666,0:03:13.533
и докато добавяш 180 джаула топлина към газа,

0:03:13.533,0:03:15.733
газът извършва 70 джаула работа.

0:03:15.733,0:03:18.133
Каква е крайната вътрешна енергия на газа?

0:03:18.133,0:03:21.600
Добре, промяната във вътрешната енергия

0:03:21.600,0:03:24.467
е равна на Q.

0:03:24.467,0:03:27.233
Да видим, газът започва с 200 джаула вътрешна енергия.

0:03:27.233,0:03:28.466
Това не е топлина.

0:03:28.466,0:03:30.100
Докато добавяш 180 джаула топлина,

0:03:30.100,0:03:33.200
ето, + или -180 трябва да е?

0:03:33.200,0:03:34.000
Ще е положително.

0:03:34.000,0:03:36.267
Добавяш топлина към тази система.

0:03:36.267,0:03:40.490
+180 джаула топлина биват добавени

0:03:40.490,0:03:43.600
плюс количеството работа, извършено върху газа.

0:03:43.600,0:03:46.602
И ни казват, че газът извършва 70 джаула работа.

0:03:46.602,0:03:50.266
Повечето хора просто ще кажат: "Добре, 70 джаула,

0:03:50.266,0:03:51.600
ето..."

0:03:51.600,0:03:52.833
Но това е погрешно.

0:03:52.833,0:03:56.400
Това е погрешно, понеже това е колко работа извършва газът.

0:03:56.400,0:03:58.696
Това W тук с положителния знак представлява

0:03:58.696,0:04:01.400
колко работа е извършена върху газа.

0:04:01.400,0:04:03.653
Ако газът извърши 70 джаула работа,

0:04:03.653,0:04:07.067
-70 джаула работа са били извършени върху газа.

0:04:07.067,0:04:08.700
Трябва доста да внимаваш тук.

0:04:08.700,0:04:10.600
Можем да намерим промяната във вътрешната енергия.

0:04:10.600,0:04:15.600
В този случай тя ще е равна на +110 джаула.

0:04:15.633,0:04:17.367
Но това не е отговорът ни.

0:04:17.367,0:04:18.933
Въпросът ни пита за

0:04:18.933,0:04:21.266
крайната вътрешна енергия на газа.

0:04:21.266,0:04:23.300
Това не е крайната вътрешна енергия на газа.

0:04:23.300,0:04:27.117
Това е количеството, с което вътрешната енергия се е променила.

0:04:27.117,0:04:29.300
Знаем, че вътрешната енергия се е увеличила,

0:04:29.300,0:04:30.300
понеже това е положително

0:04:30.300,0:04:32.266
и това е промяна във вътрешната енергия.

0:04:32.266,0:04:35.366
Вътрешната енергия се е увеличила със 110 джаула.

0:04:35.366,0:04:37.800
Това означава, че температурата също ще се увеличи.

0:04:37.800,0:04:39.900
Каква е крайната вътрешна енергия на газа?

0:04:39.900,0:04:43.400
Ако вътрешната енергия се увеличава със 110 джаула

0:04:43.400,0:04:46.367
и газът е започнал с 200 джаула,

0:04:46.367,0:04:50.167
знаем, че крайната вътрешна енергия, U крайна,

0:04:50.167,0:04:54.666
ще е 200 + 110 е 310,

0:04:54.666,0:04:57.133
или, ако искаш много внимателно да направиш това,

0:04:57.133,0:04:58.300
можеш да го разпишеш.

0:04:58.300,0:05:03.300
Делта U, това можем да кажем, че е U крайна - U начална.

0:05:03.333,0:05:05.233
Това означава делта U.

0:05:05.233,0:05:07.666
U крайна е това, което искаме да намерим.

0:05:07.666,0:05:11.034
Минус U начална е 200.

0:05:11.034,0:05:14.466
200 джаула беше началната енергия на газа.

0:05:14.466,0:05:17.233
И е равно на – това е промяната и това открихме,

0:05:17.233,0:05:19.200
110 джаула.

0:05:19.200,0:05:21.200
Сега намери U крайна.

0:05:21.200,0:05:24.333
Ще добавиш 200 към двете страни и отново ще получиш

0:05:24.333,0:05:29.181
310 джаула за крайната вътрешна енергия на газа.

0:05:29.766,0:05:30.766
Нека разгледаме още една.

0:05:30.766,0:05:33.150
Да кажем, че имаш тази задача на тест и ти казват,

0:05:33.150,0:05:35.967
че 40 джаула работа са били извършени върху газ

0:05:35.967,0:05:39.015
и вътрешната енергия намаляво със 150 джаула.

0:05:39.015,0:05:41.700
Каква е била стойността на топлината, добавена към газа?

0:05:41.700,0:05:44.633
Забележи, че този път не търсим вътрешната енергия

0:05:44.633,0:05:46.167
или промяната във вътрешната енергия.

0:05:46.167,0:05:47.500
Опитваме да намерим топлината.

0:05:47.500,0:05:49.500
Какво е топлината? Тя е Q.

0:05:49.500,0:05:51.366
Този път ще въведем другите две

0:05:51.366,0:05:52.600
и ще намерим Q.

0:05:52.600,0:05:53.500
Какво знаем?

0:05:53.500,0:05:56.833
40 джаула работа са извършени върху газ,

0:05:56.833,0:05:59.867
така че тази работа трябва да е +40,

0:05:59.867,0:06:03.367
понеже това е работата, извършена върху газа, а не от газа.

0:06:03.367,0:06:06.466
И ззнаем, че вътрешната енергия намалява със 150 джаула.

0:06:06.466,0:06:08.266
Това означава, че вътрешната енергия

0:06:08.266,0:06:10.066
трябва да е -150.

0:06:10.066,0:06:12.567
Ако въведа тук делта U,

0:06:12.567,0:06:15.400
тъй като вътрешната ми енергия е намаляла със 150,

0:06:15.400,0:06:18.133
делта U ще е -150.

0:06:18.133,0:06:19.466
Не знаем Q,

0:06:19.466,0:06:21.366
така че просто ще поставя променлива тук.

0:06:21.366,0:06:22.400
Не знам Q.

0:06:22.400,0:06:23.566
Ще поставя Q тук.

0:06:23.566,0:06:24.833
Ще наименувам това, което не знам,

0:06:24.833,0:06:25.766
и ще го намеря.

0:06:25.766,0:06:28.100
Плюс извършената работа.

0:06:28.100,0:06:31.133
Знаем, че извършената работа била 40 джаула и че е +40.

0:06:31.133,0:06:34.066
+40, понеже работа е била извършена върху газа.

0:06:34.066,0:06:35.633
Сега можем да намерим Q.

0:06:35.633,0:06:36.766
Количеството топлина.

0:06:36.766,0:06:40.200
Стойността на добавената към газа топлина ще е –

0:06:40.200,0:06:42.933
ако преместя 40 тук, изваждам го от двете страни,

0:06:42.933,0:06:46.169
получавам -190 джаула.

0:06:46.169,0:06:49.100
Това означава, че много топлина е напуснала.

0:06:49.100,0:06:52.166
190 джаула топлина са напуснали системата,

0:06:52.166,0:06:54.633
за да накарат вътрешната енергия

0:06:54.633,0:06:56.966
да слезе със 150 джаула.

0:06:56.966,0:06:57.801
И това е логично.

0:06:57.801,0:06:59.500
40 джаула топлина са били добавени.

0:06:59.500,0:07:01.566
Но ни казват, че вътрешната енергия е спаднала.

0:07:01.566,0:07:03.733
Това означава, че топлината трябва да отнеме

0:07:03.733,0:07:07.933
не само 40-те, които добавяш, но още 150,

0:07:07.933,0:07:12.033
за да накара енергията като цяло да намалее, така че отнетата топлина

0:07:12.033,0:07:15.200
трябва да е -190 джаула.

0:07:15.200,0:07:16.633
Добре, това бяха няколко примера

0:07:16.633,0:07:18.433
за използване на първия закон.

0:07:18.433,0:07:20.613
По същество, трябва да внимаваш

0:07:20.613,0:07:21.900
с "+" и "-" знаците.

0:07:21.900,0:07:23.933
Трябва да помниш какви са тези неща,

0:07:23.933,0:07:27.000
че Q е топлината, W е работата,

0:07:27.000,0:07:29.000
делта U е промяната във вътрешната енергия,

0:07:29.000,0:07:31.700
което, не забравяй, също ти дава представа

0:07:31.700,0:07:33.903
какво се случва с температурата.