[الدرة بنت عبدالعزيز]

القانون الول للديناميكا الحرارية

لمعرفة التغير في الطاقة الحرارية أحسب مقدار الحرارة المضافة إلى الجسم وأطرح منه الشغل الذي بذله الجسم

وهذه صياغة أخرى لقانون حفظ الطاقة
فالحرارة المضافة إلى الجسم تنقسم إللى قسمين
قسم يغير الطاقة الحرارية
وقسم يساعد الجسم في بذل شغل


أمثلة
المضخة اليدوية
المحمصة


المحرك الحراري
ماهو؟
هو اداة ذات قدرة على تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية

تركيبه
مكبس ,
مدخل,
مخرج ( العادم) ,
شمعة اشتعال

عمله
يفتح المدخل
يدخل الهواء وبخار البنزين
يضغط المكبس
تشتعل الشمعة
يعود المكبس
يفتح المخرج
يخرج الهواء الحار
ثم يفتح المدخل
يدخل هواء جديد

بهذا تتحول الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية
لكن ليس كلها
فجزء يسخن الغازات وأجزاء السيارة


الحرارة الضائعة
هي الحرارة التي لاتنتج شغل وتنتقل إلى خارج محرك المركبة

*لايوجد محرك يحول الطاقة كلها إلى شغل

*إذا كانت الطاقة الداخلية للمحرك لاتتغير
Q - W = 0 = ^U أي Q = W
ونحن نعلم أن محصلة الحرارة هي الحرارة الداخلة ناقص الحرارة الضائعة
Q = QH - QL

سيكون
W = QH - QL



الكفاءة
الكفاءة هي النسبة بين W و QH

* لاتصل الكفاءة إلى مئة بالمئة لوجود حرارة ضائعة


المبردات

تلقائيا الحرارة تنتقل من الأسخن إلى الأبرد

لكن من الممكن أن يحدث العكس وهذا هو عمل المبرد


كيف؟
يبذل المحرك شغلا على الغاز
فيضغطه
ينتقل عبر انابيب خلف الثلاجة
يتحول إلى سائل
الحرارة المستخدمة في إسالة الغاز تخرج إلى المحيط الخارجي
يعود السائل إلى الثلاجة
يمتص الحرارة من داخل الثلاجة
يصبح غاز
يبذل المحرك عليه شغلا

وهكذا


المضخات الحرارية
مبرد يعمل في اتجاهين

في الصيف ينتزع الحرارة من المنزل وينقلها إلى المحيط الخارجي
ليبرد المنزل

وفي الشتاء ينتزع الحرارة من المحيط الخارجي وينقلها إلى المنزل
ليدفئ المنزل