Die eerste wet van termodinamika - dit is die begin van alle dinge

Die onderwerp van die studie van termodinamika is die energie in al sy vorme en, bowenal, energie-oorgange van een vorm na 'n ander. Dit gebeur so dat die term sy oorsprong in die vroeë dae van navorsing in die veld van energie navorsing, en op daardie tydstip 'n lys van verskillende tipes van energie was nog klein - meganiese en termiese. Vandaar die naam "Termodinamika" mees akkuraat weerspieël die essensie van die voorwerp - die beweging (oordrag), en die hitte omskepping in die meganiese werk en omgekeerd. Geleidelik die konsepte van wat kenmerkend termiese prosesse: hitte van fusion, warmtekapasiteit, en, uiteindelik, die eenheid hoeveelheid hitte - kalorie (1772 M.Vilke). Dit sal tyd neem en sal geformuleer word die eerste wet van termodinamika, maar elke beweging was die gevolg van harde werk van talle navorsers.

Tot die studie wette van termodinamika is 'n paar konvensies aangeneem, sodat die studie na vore te bring die voorwerp en spesifiseer die eienskappe te bestudeer. Voorwerpe van studie is verteenwoordig deur geslote stelsels van 'n groot aantal deeltjies. As die stelsel die grense van 'n sekere volume kan bepaal, is dit bekend as die liggaam. Hier en daar was 'n groot deelnemer in die termodinamiese aksie: die stelsel van deeltjies in 'n sekere volume - ideale gas. In die proses van energie transformasie termodinamiese stelsel verander volgens sy oorspronklike bouplan en hierdie veranderinge word beskryf deur 'n stel van begrippe - die proses parameters. As die parameters neem die temperatuur T, die volume V en druk P, is dit voldoende vir hulle enige termodinamiese proses te beskryf. Alle stelsels word beskou as net vir balans state. Die vestiging van balans, byvoorbeeld, hitte, - 'n hitte-oordrag proses - iets koel en verhit iets. In hierdie geval, die aantal "betaal - ontvang" sal, as die eerste wet van termodinamika, weer dieselfde wees nie. En hier lê die grootste probleem is dat vir eeue, wetenskaplikes besluit: Soek deelnemers van energie metabolisme en hul rol in die proses te bepaal.

Die basis van die teorie van termodinamika apparaat is 3 wet. Daar word aanvaar dat die liggaam energie kan absorbeer, die verhoging van die innerlike (bv verhitting) en / of as gevolg van sy interne energie om werk te eksterne kragte te bowe te kom doen (bv stoot die suier). : Gevolglik is die eerste wet van termodinamika as volg behandel die verandering in interne energie U van die liggaam is die som van die energie geabsorbeer hul energie Q en eksterne kragte A. Wiskundig, hierdie is uitgespreek deur die infinitesimale verandering soos volg:

dU = dQ + dA (1)

Trouens, dit is die wet van behoud van energie, kan ons sê, die wet van die lewe.

Eienskappe termodinamiese prosesse word gewoonlik beskou as in die model, waar die werk medium neem die perfekte gas wat verhit kan word en / of uit te voer op dit die meganiese werk eksterne kragte (kompressie - uitbreiding) deur middel van die suier, en een van die parameters - druk P, volume V en temperatuur T - is 'n konstante. Toepassing van die eerste wet van termodinamika te izoprotsessam om energiebronne ontvangers vir spesifieke toestande te bepaal.

Isochoriese proses beteken dat V = konst. As gevolg van die feit dat die meganiese werk is nie beskikbaar nie, want volume verander nie deur die verhitting net kan die verhoging van interne energie, en dan: dA = PDV = 0, en vandaar dU = dQ en dit kan bepaal van die verhouding:

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

So, isochoriese proses is te danke aan die verhoging in temperatuur.

Isobariese proses behels p = konst, en hierdie toestand tevrede is as die werkende vloeistof wanneer dit verhit voer meganiese werk, byvoorbeeld, beweging van die suier. As jy draai om uitdrukking te hitte-energie, en die vergelyking van Mendeleev-Clapeyron van toepassing, kan 'n mens maklik 'n uitdrukking te kry vir die berekening van die meganiese werking van gas :

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

R - gaskonstante, en beteken werk om die volume van die gas in 'n bedrag van een mol te verhoog, indien die temperatuur verandering per graad Kelvin. Gevolgtrekking: onder isobariese proses gas vul energie verwarming (2) en verbruik deel van die verhoogde interne energie deur die uitbreiding (3).

'N Proses waarin T = konst, in termodinamika genoem isotermiese. Die essensie is dat deur verhitting van die interne energie is ten volle verteer in die werk van eksterne kragte preodoleniiyu. Die eerste wet van termodinamika vir izoprotsessov dui daarop dat om in stand te hou 'n konstante liggaamstemperatuur van sy interne energie maak vir die koste van die verrigting van meganiese werk, en hang af van die veranderinge druk. Bereken die energie koste kan wees van die uitdrukking:

Q = A = (m / m) * R * T * (ln (1/2)).