在物理課中,我們將熱力學第一定律寫為$ \ mathrm dU = \ mathrm dQ-\ mathrm dW $,在物理化學課中,我們寫相同的定律與$ \ mathrm dU = \ mathrm dQ + \ mathrm dW $。
在兩種情況下,符號約定的原因是不同的。
在物理學中,我們通過將系統完成的工作視為肯定的,而在化學中在系統中完成的工作。
我意識到這不會改變實際的自然法則,但我只是想知道為什麼我們有不同的符號約定。
有一個歷史原因嗎?還是這是為了區分主題?
在物理課中,我們將熱力學第一定律寫為$ \ mathrm dU = \ mathrm dQ-\ mathrm dW $,在物理化學課中,我們寫相同的定律與$ \ mathrm dU = \ mathrm dQ + \ mathrm dW $。
在兩種情況下,符號約定的原因是不同的。
在物理學中,我們通過將系統完成的工作視為肯定的,而在化學中在系統中完成的工作。
我意識到這不會改變實際的自然法則,但我只是想知道為什麼我們有不同的符號約定。
有一個歷史原因嗎?還是這是為了區分主題?
這不是簡單的物理與化學區別。我教物理25年,並在多本教科書中看到了很多關於這兩種用法的例子。實際上,在我任職期間的某個時候,AP物理委員會在等式表上交換了AP考試的慣例。 -system陣營更容易被希望在實際應用中了解“系統可以為我們做什麼”的工程類型使用。另一方面,“在系統上完成工作”似乎可以培養從無到有地在系統上進行操作的實驗者或理論家的觀點。
沒有區別,等式將得出相同的答案。區別在於確定完成工作的參考點。
在有$ W = \ pm P \ Delta {V} $的情況下,您只需要確定從哪裡看即可。我是在系統上完成工作嗎,還是我在外面在系統上工作?無論如何,一旦選擇了參考點,就應該堅持下去,並據此進行所有計算。我想,在大多數情況下,這都是歷史。
另一個例子是不同的表示法,化學家使用$ A $表示自由亥姆霍茲能量,而在物理上為$ T $。
物理學家對通過系統完成工作感興趣。在物理學中,我們總是在尋找給我們的系統(周圍環境)。因此,在物理學中,我們研究系統完成的工作。
而化學家有興趣知道在系統上進行的環境工作是什麼,以便完成反應。因此,在化學方面,我們研究了在系統上完成的工作。
化學在90年代初轉換為IUPAC公約,該公約規定第一條法律為$ Q $和$ W $的總和,進而要求將$ W $定義為$ P的負積分(V)\ mathrm {d} V $。請參見國際純粹與應用化學聯合會的建議。
如前所述,物理學家使用$ Q-W $,但將$ W $定義為正整數。最終結果還是一樣。
這是因為....在物理學中,我們關注周圍環境,在化學中,我們關注系統。
這就是為什麼,在物理學中,系統所做的工作是積極的,因為變化(由於完成的工作)在環境中的能量是積極的! (能量從系統釋放到周圍環境中)
在化學中,系統完成的功為負,因為系統會損失一定數量的能量來做功!
就是這樣!
簡單點;只是改變領域的不同用途的不同領域的參考。如果系統在周圍環境中工作,則將 W 取為正值, U 會減少–反之亦然。