Proċess termodinamiku
Is-sħana (Q) hija l-enerġija li tiċċaqlaq minn oġġett għal ieħor minħabba d-differenza fit-temperatura. Dwar sistemi u ambjenti, is-sħana hija enerġija li tiċċaqlaq minn sistema għal ambjent jew enerġija li tiċċaqlaq minn ambjent għal sistema, minħabba d-differenza fit-temperatura. Jekk it-temperatura tas-sistema hija ogħla mit-temperatura ambjentali, is-sħana tiċċirkola mis-sistema għall-ambjent. Jekk it-temperatura ambjentali hija ogħla mit-temperatura tas-sistema, allura s-sħana tiċċirkola mill-ambjent għas-sistema.
Is-sħana (Q) hija l-enerġija li tiċċaqlaq minħabba d-differenza fit-temperatura, filwaqt li x-xogħol (W) huwa relatat mat-trasferiment tal-enerġija permezz tax-xogħol. Pereżempju, jekk is-sistema tagħmel xogħol fuq l-ambjent, allura l-enerġija tiċċaqlaq mis-sistema għall-ambjent. Bil-maqlub, jekk l-ambjent jagħmel xogħol fuq is-sistema, allura l-enerġija tiċċaqlaq mill-ambjent għas-sistema.
L-enerġija interna u l-ewwel liġi tat-termodinamika
L-enerġija interna (U) tas-sistema hija s-somma tal-enerġija kinetika molekulari kollha fis-sistema, flimkien mal-ammont tal-enerġija potenzjali kollha li tirriżulta mill-interazzjoni bejn il-molekuli fis-sistema. Jekk is-sħana tiċċirkola mill-ambjent għas-sistema (is-sistema tirċievi l-enerġija), l-enerġija fis-sistema tiżdied. Bil-maqlub, jekk is-sistema taħdem fuq l-ambjent (is-sistema tirrilaxxa l-enerġija), l-enerġija fis-sistema tonqos.
Abbażi tal-konservazzjoni tal-enerġija, l-enerġija interna tinbidel fis-sistema = is-sħana tiżdied mas-sistema (is-sistema tirċievi l-enerġija) nieqes ix-xogħol imwettaq mis-sistema (is-sistema tirrilaxxa l-enerġija).
Δ U = bidliet fl-enerġija interna, Q = Sħana, W = Xogħol
L-enerġija interna hija l-kwantità mikroskopika tas-sistema u għalhekk il-valur tagħha ma jistax ikun magħruf. Filwaqt li l-bidliet fl-enerġija interna jistgħu jkunu magħrufa permezz tal-enerġija miżjuda mas-sistema u l-enerġija rilaxxata mis-sistema fil-forma ta' sħana u xogħol. B'kuntrast, kwantitajiet makroskopiċi bħat-temperatura (T), il-pressjoni (p), il-volum (V) u l-massa (m) jew xi moli (n), huma magħrufa.
Is-sħana u x-xogħol huma involuti biss fil-proċess tat-trasferiment tal-enerġija bejn is-sistema u l-ambjent. Is-sħana u x-xogħol mhumiex kwantità li tiddikjara l-istat tas-sistema.
Regoli tas-sinjali għas-Sħana (Q) u x-Xogħol (W)
Ir-regoli tas-sinjali għas-Sħana u x-Xogħol huma aġġustati għall-ekwazzjoni tal-Ewwel Liġi tat-Termodinamika. Is-Sħana (Q) fl-ekwazzjoni ta' hawn fuq hija s-sħana li tiżdied mas-sistema (Q pożittiva), filwaqt li x-xogħol (W) fl-ekwazzjoni ta' hawn fuq huwa x-xogħol magħmul mis-sistema (W pożittiva). Jekk is-sħana titlaq mis-sistema, allura Q hija negattiva. Jekk isir xogħol fuq is-sistema, allura W hija negattiva.
Eżempju 1:
Jekk tiżdied sħana ta' 2000 Joules mas-sistema, waqt li s-sistema taħdem 1000 Joules. Kemm tinbidel is-sistema tal-enerġija interna?
Soluzzjoni
Δ U = Q – W = 2000 – 1000= 1000 Joules.
Is-sistema tassorbi 2000 Joules ta' sħana (is-sistema tirċievi l-enerġija), is-sistema tagħti wkoll 1000 Joules ta' xogħol (l-enerġija li tirrilaxxa s-sistema). Il-bidla fl-enerġija tas-sistema = 1000 Joules.
Eżempju 2:
Sħana ta' 2000 Joules toħroġ mis-sistema. Is-sistema tagħmel xogħol ta' 1000 Joule. Ikkalkula l-bidliet fl-enerġija interna tas-sistema.
Soluzzjoni
Jekk is-sistema tirrilaxxa s-sħana, allura Q huwa negattiv.
Δ U = Q – W = -2000 – 1000= -3000 Joules.
Is-sistema tirrilaxxa sħana ta' 2000 Joule. Is-sistema twettaq ukoll xogħol ta' 1000 Joule (enerġija ta' rilaxx tas-sistema). Għalhekk, l-enerġija interna tas-sistema titnaqqas bi 3000 J.
Eżempju 3:
Tiżdied sħana ta' 2000 Joules mas-sistema, u jitwettaq xogħol ta' 1000 Joules fuq is-sistema. Ikkalkula l-bidliet fl-enerġija interna tas-sistema.
Soluzzjoni
Sar xogħol fuq is-sistema, għalhekk W huwa negattiv.
Δ U = Q – W = 2000 – (-1000) = 3000 Joules.
L-enerġija interna tas-sistema tiżdied bi 3000 Joules.
