1. Clasa:
Grupa: Elevi componenţi:
Fişă de lucru
Deducerea ecuaţiei primului principiu al termodinamicii
Problemă
Un recipient izolat adiabatic este împărţit în două
compartimente printr-un perete diaterm fix. În cele două
compartimente se află câte o cantitate de gaz ideal. Gazul A este
separat de mediul exterior printr-un piston mobil din material A LA<0
adiabatic (vezi figura). Se acţionează asupra pistonului pentru QA<0
modificarea volumului gazului A.
B QB>0
Care este ecuaţia ce exprimă variaţia energiei interne a
gazului A în funcţie de lucrul mecanic şi căldura schimbate de
acest gaz?
Rezolvare
Asupra gazului A acţionează mediul extern cu forţa , deci lucrul mecanic efectuat
de acest gaz LA este negativ. Gazul A, deoarece primeşte energie mecanică din exterior,
cedează energie termică prin peretele diaterm gazului B. Gazul A cedează căldura QA, iar
gazul B acceptă căldura QB. Deoarece întregul sistem este izolat adiabatic, nu există pierderi
de căldură în exterior. Astfel, căldura cedată de gazul A este numeric egală cu căldura
acceptată de gazul B. doar semnele lor diferă.
QB Q... (1)
Gazul B efectuează o transformare izotermă, iar întregul gaz A + B efectuează o
transformare adiabatică. Se aplică principiul I al termodinamicii pentru cele două sisteme.
Pentru A + B→ U A B LA B (2)
Pentru B → U B QB (3)

2. Însă, variaţia energiei întregului sistem este suma variaţiei energiei fiecărui sistem,
iar lucrul mecanic total este doar cel efectuat de gazul A.
UA B U ... U ... (4)
LA B LA (5)
În ecuaţia (4), se înlocuieşte variaţia energiei sistemului A + B utilizând ecuaţia (2):
...... A B UA UB (6)
În ecuaţia (6), se înlocuieşte variaţia energiei gazului B utilizând ecuaţia (3)
LA B U A ...... (7)
În ecuaţia (7), se înlocuiesc lucrul mecanic efectuat de sistemul A + B şi căldura
absorbită de gazul B utilizând ecuaţiile (5) şi respectiv (1)
L... UA Q... (8)
Pentru a exprima clar cerinţa problemei , se rearanjează termenii ecuaţiei (8) şi se
obţine
UA ... A ... A (9)