La unua leĝo de termodinamiko - ĝi estas la komenco de ĉio

La temo de la studo de termodinamiko estas la energio en ĉiuj ĝiaj formoj kaj, plej grave, energio transiroj de unu formo al alia. Ĝi tiel okazas ke la termino originis en la fruaj tagoj de esploro en la kampo de energio esplorado, kaj tiutempe listo de malsamaj tipoj de energio estis ankoraŭ malgranda - mekanikaj kaj termikaj. Tial, la nomo "Termodinamiko" plej precize pripensi la esenco de la objekto - la movado (transigo), kaj la varmego konvertiĝo en la mekanikan laboron kaj inverse. Iom post iom la konceptoj de karakterizante termikaj procezoj: varmego de fandado, varmo kapablo, kaj, fine, la unuo kvanto de varmego - kalorio (1772 M.Vilke). Ĝi prenos tempon kaj estos formulis la unuan leĝon de termodinamiko, sed ĉiu movo estis la rezulto de forta laboro de multaj esploristoj.

Studi la leĝoj de termodinamiko estas kelkaj konvencioj adoptita, permesante la studo reliefigas la objekto kaj specifi liaj proprietoj por esti studita. Celoj de studo estas reprezentitaj de fermitaj sistemoj de granda nombro de partikloj. Se la sistemo ne povas determini la limojn de certa volumeno, ĝi estas nomata la korpo. Tie kaj tie estis grava partoprenanto en la termodinamika ago: la sistemo de partikloj enhavas certan volumon - ideala gaso. En la procezo de energio transformo termodinamika sistemo ŝanĝas lian staton, kaj ĉi tiuj ŝanĝoj estas priskribita de aro de konceptoj - la procezo parametroj. Se la parametroj preni la temperaturo T, la volumo V kaj premo P, estas sufiĉa por priskribi ilin ajna termodinamika procezo. Ĉiuj sistemoj estas konsideritaj nur por ekvilibro ŝtatoj. La starigo de ekvilibro, ekzemple, varmo, - a varmego transigo procezo - io malvarmigas kaj varmigas ion. En ĉi tiu kazo, la nombro de "pagitaj - ricevis", kiel la unua leĝo de termodinamiko, estos la sama. Kaj tie kuŝas la ĉefa problemo estas, ke dum jarcentoj, sciencistoj decidi: Serĉu partoprenantoj de energio metabolo kaj determini ilian rolon en la procezo.

La bazo de la teorio de termodinamiko aparato estas 3 leĝo. Ĝi supozas ke la korpo povas sorbi energion, pliigante lia ena (ekz, hejtado) kaj / aŭ pro ĝia interna energio fari laboron venki eksteraj fortoj (ekz, puŝante la plonĝilo). Laŭe, la unua leĝo de termodinamiko estas traktata kiel sekvas: la ŝanĝo en interna energio U de la korpo estas la sumo de la energio sorbita ilia energio Q kaj eksteraj fortoj A. Matematike, tio estas esprimita per la infinitezima ŝanĝoj jene:

Du = DQ + DA (1)

Fakte, ĝi estas la leĝo de konservado de energio, ni povas diri, la leĝo de la vivo.

Propraĵoj termodinamika procezoj estas kutime konsiderita en la modelo, kie la laboranta medio prenas la perfekta gaso, kiu eble estas kolera kaj / aŭ plenumi ĝin la mekanikan laboron eksteraj fortoj (kunpremo - vastiĝo) per la piŝto, kaj unu el la parametroj - premo P, volumo V kaj temperaturo T - estas konstanta. Apliko de la unua leĝo de termodinamiko al izoprotsessam determini energifontoj riceviloj por specifaj kondiĉoj.

Isochoric procezo signifas ke V = const. Pro tio, ke la mekanika laboro ne estas disponebla, ĉar volumo ne ŝanĝas varmigante nur povas pliigi la internan energion, kaj poste: DA = PDV = 0, kaj de ĉi tie DU = DQ kaj ĝi povas determini de la rilato:

DQ = (m / M) * CV * DT (2)

Tiel, isochoric procezo estas pro la kresko de temperaturo.

Isobaric procezo implikas p = const kaj tiu kondiĉo estas kontentigita se la laboranta fluido kiam varmigita elfaras mekanikan laboron, ekzemple, movado de la piŝto. Se turni apliki esprimo por varmo energio, kaj la ekvacio de Mendelejev-Clapeyron, oni povas facile akiri esprimo por kalkulanta la mekanikan operacion de gaso :

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

R - gaso konstanto, kaj signifas laboro por pliigi la volumon de gaso en sumo de unu molo, se la temperaturo ŝanĝo po grado Kelvin. Konkludo: sub isobaric procezo gaso plenigu energio hejtado (2) kaj konsumas parton de la pliigis interna energio de la etendo (3).

Procezo en kiu T = const, en termodinamiko nomita isotérmicas. Lia esenco estas, ke per hejtado de la interna energio estas tute konsumitaj en la laboro de eksteraj fortoj preodoleniiyu. Unua leĝo de termodinamiko por izoprotsessov sugestas ke por subteni konstantan korpotemperaturon de ĝia interna energio kompensas la koston de realigi mekanikan laboron, kaj dependas de la premo ŝanĝoj. Kalkuli la energion kosto povas esti de la esprimo:

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