WEBVTT 00:00:01.236 --> 00:00:03.866 Дотук видя първия закон на термодинамиката. 00:00:03.866 --> 00:00:05.367 Това казва той. 00:00:05.367 --> 00:00:06.600 Да видим как го използваш. 00:00:06.600 --> 00:00:08.733 Да разгледаме определен пример. 00:00:08.733 --> 00:00:10.900 Да кажем, че имаш тази задача 00:00:10.900 --> 00:00:14.666 и тя казва, че 60 джаула работа е извършена върху газ 00:00:14.666 --> 00:00:18.933 и газът губи 150 джаула топлина към околната му среда. 00:00:18.933 --> 00:00:21.000 Каква е промяната във вътрешната енергия? 00:00:21.000 --> 00:00:22.633 Ще използваме първия закон. 00:00:22.633 --> 00:00:24.466 Ето какво първият закон ще ни позволи да установим. 00:00:24.466 --> 00:00:28.233 Промяната във вътрешната енергия ще е равна 00:00:28.233 --> 00:00:30.666 на количеството топлина, която бива добавена към газа. 00:00:30.666 --> 00:00:32.600 Да видим, топлина, добавена към газа. 00:00:32.600 --> 00:00:36.614 Това ни казва, че газът губи 150 джаула топлина 00:00:36.614 --> 00:00:37.934 към околната му среда. 00:00:37.934 --> 00:00:40.368 Това означава, че топлина е излязла от газа, 00:00:40.368 --> 00:00:42.900 топлина е напуснала газа. 00:00:42.900 --> 00:00:45.299 Това трябва да е било поставено в по-хладна среда, 00:00:45.299 --> 00:00:47.000 за да може топлината да излезе. 00:00:47.000 --> 00:00:49.260 Това губи 150 джаула. 00:00:49.260 --> 00:00:51.466 И много хора просто поставят 150 тук. 00:00:51.466 --> 00:00:53.667 Трябва да е -150, 00:00:53.667 --> 00:00:55.967 понеже Q тук представлява топлината, добавена към газа, 00:00:55.967 --> 00:00:58.870 ако изгубиш 150 джаула, това е -150. 00:00:58.870 --> 00:01:02.633 И после плюс... добре, колко работа е била извършена. 00:01:02.633 --> 00:01:05.466 Тук ни казват, че 60 джаула работа е извършена върху газ. 00:01:05.466 --> 00:01:08.666 Това е работата, извършена върху газа. 00:01:08.666 --> 00:01:10.984 Това означава, че е положителен принос 00:01:10.984 --> 00:01:12.052 към вътрешната енергия. 00:01:12.052 --> 00:01:14.836 Това е енергията, която добавяш към газа. 00:01:14.836 --> 00:01:18.366 60 джаула трябва да е положително 00:01:18.366 --> 00:01:23.366 и това е плюс извършената работа, +60 джаула. 00:01:23.433 --> 00:01:27.666 Сега можем да открием, че промяната във вътрешната енергия ще е 00:01:27.666 --> 00:01:30.100 -90 джаула. 00:01:30.100 --> 00:01:31.169 Но защо ни интересува? 00:01:31.169 --> 00:01:32.853 Защо ни интересува промяната 00:01:32.853 --> 00:01:34.200 във вътрешната енергия на газа? 00:01:34.200 --> 00:01:35.666 Тук има нещо важно. 00:01:35.666 --> 00:01:40.166 Дали ще е едноатомна, или двуатомна, или триатомна молекула, 00:01:40.166 --> 00:01:44.000 вътрешната енергия на газа винаги е пропорционална 00:01:44.000 --> 00:01:45.467 на температурата. 00:01:45.467 --> 00:01:47.667 Това озачава, че ако температурата се увеличи, 00:01:47.667 --> 00:01:49.366 вътрешната енергия се увеличава. 00:01:49.366 --> 00:01:51.866 И също означава, че ако вътрешната енергия се увеличи, 00:01:51.866 --> 00:01:53.100 температурата се увеличава. 00:01:53.100 --> 00:01:55.633 Едно нещо, което можем да кажем, 00:01:55.633 --> 00:01:58.933 като погледнем това е, че промяната във вътрешната енергия беше отрицателна. 00:01:58.933 --> 00:02:02.266 Това означава, че енергията спадна с 90 джаула. 00:02:02.266 --> 00:02:06.286 Като цяло, когато всичко бъде извършено, този газ е изгубил 00:02:06.286 --> 00:02:08.300 90 джаула вътрешна енергия. 00:02:08.300 --> 00:02:09.766 Това означава, че температурата е спаднала. 00:02:09.766 --> 00:02:12.400 Това означава, че газът ще е по-хладен, 00:02:12.400 --> 00:02:15.151 когато приключиш този процес в сравнение с началото. 00:02:15.151 --> 00:02:18.200 Въпреки че добави 60 джаула енергия от работа, 00:02:18.200 --> 00:02:20.966 той изгуби 150 джаула топлинна енергия. 00:02:20.966 --> 00:02:22.167 Това е сумарна загуба. 00:02:22.167 --> 00:02:23.567 Температурата ще намалее. 00:02:23.567 --> 00:02:25.833 Това е важен ключов факт. 00:02:25.833 --> 00:02:27.333 Каквото прави вътрешната енергия, 00:02:27.333 --> 00:02:28.866 това ще прави температурата. 00:02:28.866 --> 00:02:31.766 И това е логично, тъй като знаем, че увеличение 00:02:31.766 --> 00:02:35.633 във вътрешната енергия означава увеличение в 00:02:35.633 --> 00:02:37.733 транслационната кинетична енергия, ротационната кинетична енергия, 00:02:37.733 --> 00:02:39.200 вибрационната енергия. 00:02:39.200 --> 00:02:42.733 Температурата също е мярка за вътрешната енергия. 00:02:42.733 --> 00:02:45.302 Забележи, че не можем да кажем точно колко 00:02:45.302 --> 00:02:46.633 е спаднала температурата. 00:02:46.633 --> 00:02:48.666 Това е загуба от 90 джаула, 00:02:48.666 --> 00:02:52.033 но това не означава загуба на 90 градуса. 00:02:52.033 --> 00:02:53.100 Тези са пропорционални. 00:02:53.100 --> 00:02:54.300 Не са равни. 00:02:54.300 --> 00:02:55.933 Ако сляза с 90 джаула, това не означава, 00:02:55.933 --> 00:02:57.767 че слизам с 90 градуса. 00:02:57.767 --> 00:03:00.400 Ще трябва да знам повече за състава на газа, 00:03:00.400 --> 00:03:01.567 за да направя това. 00:03:01.567 --> 00:03:02.566 Но вътрешната енергия 00:03:02.566 --> 00:03:04.702 и температурата са пропорционални. 00:03:04.702 --> 00:03:06.033 Да опитаме с друга задача. 00:03:06.033 --> 00:03:10.666 Да кажем, че газът е започнал с 200 джаула вътрешна енергия 00:03:10.666 --> 00:03:13.533 и докато добавяш 180 джаула топлина към газа, 00:03:13.533 --> 00:03:15.733 газът извършва 70 джаула работа. 00:03:15.733 --> 00:03:18.133 Каква е крайната вътрешна енергия на газа? 00:03:18.133 --> 00:03:21.600 Добре, промяната във вътрешната енергия 00:03:21.600 --> 00:03:24.467 е равна на Q. 00:03:24.467 --> 00:03:27.233 Да видим, газът започва с 200 джаула вътрешна енергия. 00:03:27.233 --> 00:03:28.466 Това не е топлина. 00:03:28.466 --> 00:03:30.100 Докато добавяш 180 джаула топлина, 00:03:30.100 --> 00:03:33.200 ето, + или -180 трябва да е? 00:03:33.200 --> 00:03:34.000 Ще е положително. 00:03:34.000 --> 00:03:36.267 Добавяш топлина към тази система. 00:03:36.267 --> 00:03:40.490 +180 джаула топлина биват добавени 00:03:40.490 --> 00:03:43.600 плюс количеството работа, извършено върху газа. 00:03:43.600 --> 00:03:46.602 И ни казват, че газът извършва 70 джаула работа. 00:03:46.602 --> 00:03:50.266 Повечето хора просто ще кажат: "Добре, 70 джаула, 00:03:50.266 --> 00:03:51.600 ето..." 00:03:51.600 --> 00:03:52.833 Но това е погрешно. 00:03:52.833 --> 00:03:56.400 Това е погрешно, понеже това е колко работа извършва газът. 00:03:56.400 --> 00:03:58.696 Това W тук с положителния знак представлява 00:03:58.696 --> 00:04:01.400 колко работа е извършена върху газа. 00:04:01.400 --> 00:04:03.653 Ако газът извърши 70 джаула работа, 00:04:03.653 --> 00:04:07.067 -70 джаула работа са били извършени върху газа. 00:04:07.067 --> 00:04:08.700 Трябва доста да внимаваш тук. 00:04:08.700 --> 00:04:10.600 Можем да намерим промяната във вътрешната енергия. 00:04:10.600 --> 00:04:15.600 В този случай тя ще е равна на +110 джаула. 00:04:15.633 --> 00:04:17.367 Но това не е отговорът ни. 00:04:17.367 --> 00:04:18.933 Въпросът ни пита за 00:04:18.933 --> 00:04:21.266 крайната вътрешна енергия на газа. 00:04:21.266 --> 00:04:23.300 Това не е крайната вътрешна енергия на газа. 00:04:23.300 --> 00:04:27.117 Това е количеството, с което вътрешната енергия се е променила. 00:04:27.117 --> 00:04:29.300 Знаем, че вътрешната енергия се е увеличила, 00:04:29.300 --> 00:04:30.300 понеже това е положително 00:04:30.300 --> 00:04:32.266 и това е промяна във вътрешната енергия. 00:04:32.266 --> 00:04:35.366 Вътрешната енергия се е увеличила със 110 джаула. 00:04:35.366 --> 00:04:37.800 Това означава, че температурата също ще се увеличи. 00:04:37.800 --> 00:04:39.900 Каква е крайната вътрешна енергия на газа? 00:04:39.900 --> 00:04:43.400 Ако вътрешната енергия се увеличава със 110 джаула 00:04:43.400 --> 00:04:46.367 и газът е започнал с 200 джаула, 00:04:46.367 --> 00:04:50.167 знаем, че крайната вътрешна енергия, U крайна, 00:04:50.167 --> 00:04:54.666 ще е 200 + 110 е 310, 00:04:54.666 --> 00:04:57.133 или, ако искаш много внимателно да направиш това, 00:04:57.133 --> 00:04:58.300 можеш да го разпишеш. 00:04:58.300 --> 00:05:03.300 Делта U, това можем да кажем, че е U крайна - U начална. 00:05:03.333 --> 00:05:05.233 Това означава делта U. 00:05:05.233 --> 00:05:07.666 U крайна е това, което искаме да намерим. 00:05:07.666 --> 00:05:11.034 Минус U начална е 200. 00:05:11.034 --> 00:05:14.466 200 джаула беше началната енергия на газа. 00:05:14.466 --> 00:05:17.233 И е равно на – това е промяната и това открихме, 00:05:17.233 --> 00:05:19.200 110 джаула. 00:05:19.200 --> 00:05:21.200 Сега намери U крайна. 00:05:21.200 --> 00:05:24.333 Ще добавиш 200 към двете страни и отново ще получиш 00:05:24.333 --> 00:05:29.181 310 джаула за крайната вътрешна енергия на газа. 00:05:29.766 --> 00:05:30.766 Нека разгледаме още една. 00:05:30.766 --> 00:05:33.150 Да кажем, че имаш тази задача на тест и ти казват, 00:05:33.150 --> 00:05:35.967 че 40 джаула работа са били извършени върху газ 00:05:35.967 --> 00:05:39.015 и вътрешната енергия намаляво със 150 джаула. 00:05:39.015 --> 00:05:41.700 Каква е била стойността на топлината, добавена към газа? 00:05:41.700 --> 00:05:44.633 Забележи, че този път не търсим вътрешната енергия 00:05:44.633 --> 00:05:46.167 или промяната във вътрешната енергия. 00:05:46.167 --> 00:05:47.500 Опитваме да намерим топлината. 00:05:47.500 --> 00:05:49.500 Какво е топлината? Тя е Q. 00:05:49.500 --> 00:05:51.366 Този път ще въведем другите две 00:05:51.366 --> 00:05:52.600 и ще намерим Q. 00:05:52.600 --> 00:05:53.500 Какво знаем? 00:05:53.500 --> 00:05:56.833 40 джаула работа са извършени върху газ, 00:05:56.833 --> 00:05:59.867 така че тази работа трябва да е +40, 00:05:59.867 --> 00:06:03.367 понеже това е работата, извършена върху газа, а не от газа. 00:06:03.367 --> 00:06:06.466 И ззнаем, че вътрешната енергия намалява със 150 джаула. 00:06:06.466 --> 00:06:08.266 Това означава, че вътрешната енергия 00:06:08.266 --> 00:06:10.066 трябва да е -150. 00:06:10.066 --> 00:06:12.567 Ако въведа тук делта U, 00:06:12.567 --> 00:06:15.400 тъй като вътрешната ми енергия е намаляла със 150, 00:06:15.400 --> 00:06:18.133 делта U ще е -150. 00:06:18.133 --> 00:06:19.466 Не знаем Q, 00:06:19.466 --> 00:06:21.366 така че просто ще поставя променлива тук. 00:06:21.366 --> 00:06:22.400 Не знам Q. 00:06:22.400 --> 00:06:23.566 Ще поставя Q тук. 00:06:23.566 --> 00:06:24.833 Ще наименувам това, което не знам, 00:06:24.833 --> 00:06:25.766 и ще го намеря. 00:06:25.766 --> 00:06:28.100 Плюс извършената работа. 00:06:28.100 --> 00:06:31.133 Знаем, че извършената работа била 40 джаула и че е +40. 00:06:31.133 --> 00:06:34.066 +40, понеже работа е била извършена върху газа. 00:06:34.066 --> 00:06:35.633 Сега можем да намерим Q. 00:06:35.633 --> 00:06:36.766 Количеството топлина. 00:06:36.766 --> 00:06:40.200 Стойността на добавената към газа топлина ще е – 00:06:40.200 --> 00:06:42.933 ако преместя 40 тук, изваждам го от двете страни, 00:06:42.933 --> 00:06:46.169 получавам -190 джаула. 00:06:46.169 --> 00:06:49.100 Това означава, че много топлина е напуснала. 00:06:49.100 --> 00:06:52.166 190 джаула топлина са напуснали системата, 00:06:52.166 --> 00:06:54.633 за да накарат вътрешната енергия 00:06:54.633 --> 00:06:56.966 да слезе със 150 джаула. 00:06:56.966 --> 00:06:57.801 И това е логично. 00:06:57.801 --> 00:06:59.500 40 джаула топлина са били добавени. 00:06:59.500 --> 00:07:01.566 Но ни казват, че вътрешната енергия е спаднала. 00:07:01.566 --> 00:07:03.733 Това означава, че топлината трябва да отнеме 00:07:03.733 --> 00:07:07.933 не само 40-те, които добавяш, но още 150, 00:07:07.933 --> 00:07:12.033 за да накара енергията като цяло да намалее, така че отнетата топлина 00:07:12.033 --> 00:07:15.200 трябва да е -190 джаула. 00:07:15.200 --> 00:07:16.633 Добре, това бяха няколко примера 00:07:16.633 --> 00:07:18.433 за използване на първия закон. 00:07:18.433 --> 00:07:20.613 По същество, трябва да внимаваш 00:07:20.613 --> 00:07:21.900 с "+" и "-" знаците. 00:07:21.900 --> 00:07:23.933 Трябва да помниш какви са тези неща, 00:07:23.933 --> 00:07:27.000 че Q е топлината, W е работата, 00:07:27.000 --> 00:07:29.000 делта U е промяната във вътрешната енергия, 00:07:29.000 --> 00:07:31.700 което, не забравяй, също ти дава представа 00:07:31.700 --> 00:07:33.903 какво се случва с температурата.