تبادل انرژی، قانون اول ترمودینامیک

انواع تبادل انرژی بین محیط و دستگاه:

گرما: نوعی انرژی است که به علت اختلاف دما بین دستگاه و محیط مبادله می شود.

بنا به قرارداد:

گرمایی که دستگاه می گیرد را با علامت مثبت نشان می دهیم. \(Q = mc\Delta \theta \)

گرمایی که دستگاه از دست می دهد با علامت منفی نشان می دهیم.

کار: عبارت است از حاصل ضرب نیرو در جا به جایی پیستون در کسینوس زاویه بین نیرو و جا به جایی \(W = F \times d \times \cos \theta \)

منبع گرمایی:

جسمی است که جرم آن در مقابل جرم دستگاهی که با آن تبادل گرما دارد، چنان بزرگ است که می تواند مقدار گرمای زیادی بگیرد، یا از دست بدهد، بی آنکه تغییر دمای محسوسی بکند.

مثلا سوزن را حرارت دهیم و داخل یک استخر بزرگ حاوی آب بیاندازیم، آب استخر منبع گرمایی برای سوزن محسوب می شود.

انرژی درونی:

به مجموع انرژی های جنبشی و پتانسیل مولکول های یک دستگاه انرژی درونی آن نامیده می شود.

اصل پایستگی انرژی برای هر دستگاه:

گرمای افزوده شده به دستگاه = کار انجام شده توسط دستگاه + افزایش انرژی درونی دستگاه

\(Q = \Delta U + W'\)

تغییر انرژی درونی دستگاه برابر است با مجموع گرمایی که دستگاه دریافت می کند و کاری که بر روی آن انجام می شود.

سوخت ساز بدن و قانون اول ترمودینامیک:

انرژی درونی بدن ما از انرژی شیمیایی ذخیره شده در مواد غذایی تامین می شود. با انجام فعالیت های مختلف، انرژی درونی بدن طبق قانون اول ترمودینامیک به کار و گرما تبدیل می شود.

آهنگ سوخت و ساز بدن

آهنگ تبدیل انرژی شیمیایی مواد غذایی به انرژی درونی بدن را آهنگ سوخت و ساز بدن می نامند.