Den første lov om termodynamik - det er begyndelsen af alle ting

Emnet for studiet af termodynamik er energien i alle dens former og, vigtigst, energi overgange fra en form til en anden. Det så sker, at udtrykket stammer fra de tidlige dage af forskning inden for energiforskning, og på det tidspunkt en liste over forskellige former for energi var stadig lille - mekanisk og termisk. Dermed af betegnelsen "Termodynamik" afspejler mest nøjagtigt essensen af objektet - flytning (overførsel), og varmen omdannelse til mekanisk arbejde og omvendt. Gradvist begreberne karakterisering termiske processer: smeltevarme, varmekapacitet, og endelig enheden varmemængde - kalorieindhold (1772 M.Vilke). Det vil tage tid, og vil blive formuleret det første lov om termodynamik, men hvert skridt var resultatet af hårdt arbejde af mange forskere.

At studere termodynamikkens love er nogle konventioner, der er vedtaget, hvilket giver undersøgelsen fremhæve objektet og angive dens egenskaber, der skal undersøges. Objekter af undersøgelsen er repræsenteret ved lukkede systemer af et stort antal partikler. Hvis systemet kan bestemme grænserne for et vist volumen, kaldes det i kroppen. Her og der var en vigtig deltager i den termodynamiske aktion: systemet af partikler indeholdt i et vist volumen - idealgas. I processen, energiomdannelse termodynamisk systemet ændrer tilstand, og disse ændringer er beskrevet af en række begreber - procesparametrene. Hvis parametrene tager temperaturen T, volumenet V og tryk P, er det tilstrækkeligt at beskrive dem nogen termodynamisk proces. Alle systemer anses kun for ligevægt stater. Etableringen af ligevægt, for eksempel varme, - en varmeoverførsel proces - noget køler og opvarmer noget. I dette tilfælde er antallet af "betalt - modtaget" vil som den første lov om termodynamik, være den samme. Og her ligger det største problem er, at i århundreder, videnskabsfolk beslutte: Søg deltagere energi stofskifte og at bestemme deres rolle i processen.

Grundlaget for teorien om termodynamik apparat er 3 ret. Det antages, at kroppen kan absorbere energi, øge sin indre (fx opvarmning) og / eller på grund af sin interne energi til at arbejde for at overvinde ydre kræfter (fx skubbe stemplet). Følgelig er den første termodynamikkens behandlet som følger: ændringen i indre energi U af kroppen er summen af energien absorberes deres energi Q og eksterne kræfter A. Matematisk udtrykkes dette gennem de uendeligt små ændringer som følger:

dU = dQ + dA (1)

Faktisk er det loven om energiens bevarelse, kan vi sige, at loven i livet.

Egenskaber termodynamisk proces er normalt betragtes i modellen, hvor arbejdsmediet tager den perfekte gas, som kan opvarmes og / eller til at udføre på det det mekaniske arbejde ydre kræfter (kompression - ekspansion) ved hjælp af stemplet, og et af de parametre - tryk P, volumen V og temperaturen T - er en konstant. Anvendelse af den første lov om termodynamik at izoprotsessam at bestemme energikilder modtagere til specifikke betingelser.

Isochor betyder, at V = konst. På grund af det faktum, at det mekaniske arbejde er ikke tilgængelig, fordi volumen ændrer sig ikke ved opvarmning alene kan øge indre energi, og derefter: dA = PDV = 0 og dermed dU = dQ og det kan bestemme fra forholdet:

dQ = (m / M) * CV * dT (2)

Således, isochor skyldes at stige i temperatur.

Isobar proces involverer p = const, og denne betingelse er opfyldt, hvis arbejdsfluidet, når det opvarmes udfører mekanisk arbejde, for eksempel bevægelse af stemplet. Hvis du slår at anvende ekspression til varmeenergi, og ligningen af Mendelejev-Clapeyron, kan man nemt få et udtryk for beregning af den mekaniske drift af gas :

A = (m / M) * R * (T2 - T1) (3)

R - gaskonstanten, og organer arbejde for at øge mængden af gas i en mængde på et mol, hvis ændringen temperatur per grad Kelvin. Konklusion: under isobar procesgas genopbygge energi opvarmning (2) og forbruger en del af den øgede indre energi ved forlængelsen (3).

En proces, hvor T = konst, i termodynamik kaldet isotermisk. Dens essens er, at ved opvarmning af det indre energimarked er fuldt forbruges i arbejdet i de eksterne kræfter preodoleniiyu. Den første lov om termodynamik for izoprotsessov tyder på, at for at opretholde en konstant kropstemperatur på sin interne energi gør op for omkostningerne ved at udføre mekanisk arbejde, og afhænger af trykændringer. Beregn den energi, omkostningerne kan være fra udtrykket:

Q = A = (m / M) * R * T * (ln (p1 / p2)).