Prosesong termodinamika
Ang init (Q) ay ang enerhiyang gumagalaw mula sa isang bagay patungo sa isa pa dahil sa pagkakaiba ng temperatura. Tungkol sa mga sistema at kapaligiran, ang init ay enerhiyang gumagalaw mula sa sistema patungo sa kapaligiran o enerhiyang gumagalaw mula sa kapaligiran patungo sa sistema, dahil sa pagkakaiba ng temperatura. Kung ang temperatura ng sistema ay mas mataas kaysa sa temperatura ng paligid, ang init ay dadaloy mula sa sistema patungo sa kapaligiran. Kung ang temperatura ng paligid ay mas mataas kaysa sa temperatura ng sistema, ang init ay dadaloy mula sa kapaligiran patungo sa sistema.
Ang init (Q) ay enerhiyang gumagalaw dahil sa pagkakaiba ng temperatura, samantalang ang trabaho (W) ay nauugnay sa paglilipat ng enerhiya sa pamamagitan ng trabaho. Halimbawa, kung ang sistema ay gumagana sa kapaligiran, ang enerhiya ay lilipat mula sa sistema patungo sa kapaligiran. Sa kabaligtaran, kung ang kapaligiran ay gumagana sa sistema, ang enerhiya ay lilipat mula sa kapaligiran patungo sa sistema.
Panloob na enerhiya at ang unang batas ng termodinamika
Ang panloob na enerhiya (U) ng sistema ay ang kabuuan ng lahat ng molekular na kinetikong enerhiya sa sistema, kasama ang dami ng lahat ng potensyal na enerhiya na nagmumula sa interaksyon sa pagitan ng mga molekula sa sistema. Kung ang init ay dumadaloy mula sa kapaligiran patungo sa sistema (ang sistema ay tumatanggap ng enerhiya), ang enerhiya sa sistema ay tataas. Sa kabaligtaran, kung ang sistema ay gumagana sa kapaligiran (ang sistema ay naglalabas ng enerhiya), ang enerhiya sa sistema ay bababa.
Batay sa konserbasyon ng enerhiya, ang mga pagbabago sa panloob na enerhiya sa sistema = init ang idinaragdag sa sistema (ang sistema ay tumatanggap ng enerhiya) binawasan ang gawaing isinagawa ng sistema (ang sistema ay naglalabas ng enerhiya).
Δ U = mga pagbabago sa panloob na enerhiya, Q = Init, W = Trabaho
Ang panloob na enerhiya ay ang mikroskopikong dami ng sistema kung kaya't hindi maaaring malaman ang halaga nito. Habang ang mga pagbabago sa panloob na enerhiya ay maaaring malaman sa pamamagitan ng enerhiyang idinagdag sa sistema at enerhiyang inilalabas ng sistema sa anyo ng init at trabaho. Sa kabaligtaran, ang mga makroskopikong dami tulad ng temperatura (T), presyon (p), volume (V) at masa (m) o ilang moles (n) ay kilala.
Ang init at trabaho ay kasangkot lamang sa proseso ng paglilipat ng enerhiya sa pagitan ng sistema at ng kapaligiran. Ang init at trabaho ay hindi isang dami na nagsasaad ng estado ng sistema.
Mga tuntunin sa pag-sign para sa Heat (Q) at Work (W)
Ang mga tuntunin ng tanda para sa Init at Trabaho ay inayos sa ekwasyon ng Unang Batas ng Termodinamika. Ang init (Q) sa ekwasyon sa itaas ay ang init na idinagdag sa sistema (Q positive), habang ang trabaho (W) sa ekwasyon sa itaas ay ang trabahong ginagawa ng sistema (W positive). Kung ang init ay umaalis sa sistema, ang Q ay negatibo. Kung ang trabaho ay ginagawa sa sistema, ang W ay negatibo.
Halimbawa 1:
Kung 2000 Joules ang idadagdag na init sa sistema, habang ang sistema ay gumagana naman ng 1000 Joules. Magkano ang pagbabago sa panloob na enerhiya ng sistema?
Solusyon
Δ U = Q – W = 2000 – 1000= 1000 Joules.
Ang sistema ay sumisipsip ng 2000 Joules ng init (ang sistema ay tumatanggap ng enerhiya), ang sistema ay naghahatid din ng 1000 Joules ng trabaho (enerhiya ng paglabas ng sistema). Pagbabago ng enerhiya ng sistema = 1000 Joules.
Halimbawa 2:
Ang init na 2000 Joules ay umaalis sa sistema. Ang sistema ay gumagawa ng 1000 Joule na gawain. Kalkulahin ang mga pagbabago sa panloob na enerhiya ng sistema.
Solusyon
Kung ang sistema ay naglalabas ng init, ang Q ay negatibo.
Δ U = Q – W = -2000 – 1000= -3000 Joules.
Ang sistema ay naglalabas ng 2000 Joule na init. Ang sistema ay nagsasagawa rin ng 1000 Joule na trabaho (enerhiya ng paglabas ng sistema). Kaya, ang panloob na enerhiya ng sistema ay nababawasan ng 3000 J.
Halimbawa 3:
2000 Joule na init ang idinaragdag sa sistema, at 1000 Joule na trabaho ang isinasagawa sa sistema. Kalkulahin ang mga pagbabago sa panloob na enerhiya ng sistema.
Solusyon
May nagawang trabaho sa sistema, kaya negatibo ang W.
Δ U = Q – W = 2000 – (-1000) = 3000 Joules.
Ang panloob na enerhiya ng sistema ay tumataas ng 3000 Joules.
