Законите на термодинамиката

Първият закон на термодинамиката - това е законът за запазване на енергията, общи за топлинните явления. Той е формулиран, както следва: количеството топлина Q, получената система е да Оразмеряване вътрешната енергия и rabotynad външни органи:

Първият закон на термодинамиката е обобщение на опитните факти. Според този закон, енергията не може да бъде създадена или унищожена; се прехвърлят от една система към друга и се трансформира от една форма в друга. Важна последица от първия закон на термодинамиката е изявление за невъзможността за създаване на машина, която може да изпълнява полезна работа без външна енергия и без каквито и да било промени в самата машина. Такъв хипотетичен машина наречена вечен двигател (перпетуум мобиле) от първи вид. Многобройни опити да се създаде такава машина неизменно завършваха с провал. Всяка машина може да изпълнява положителна работа А на външни органи само чрез получаване на количество топлина Q от околните органи или намаляване # 916; U вътрешната си енергия.

Ние прилагаме първия закон на термодинамиката да izoprotsessam при идеални елементарните газове.

1. изохорен процес (V = конст) не работи газ, А = 0. Следователно:

Тук U1 и U2 - вътрешна енергия на газа в началните и крайните състояния. Ако изохорен отопление топлина абсорбира газ (Q> 0) и вътрешната си енергия се увеличава. При охлаждане, топлината даден външни органи (Q <0).

Моля, имайте предвид, че количеството топлина, можете да очаквате или чрез промяна на температурата или налягането чрез значението и обхвата на първоначалното и крайното състояние на газа.

2. изобарен процес (р = конст) газ извършва работа, температурата варира, а оттам и на вътрешната енергия. Ето защо:

Когато температурата на изобарно разширяване увеличава вътрешната енергия се увеличава, # 916; U> 0; газ извършва работа, А> 0; Q> 0 - топлината, погълната от газ при изобарно температура компресия намалява, вътрешната енергия намалява, # 916; U> 0; газ прави отрицателна работа, A <0; Q <0 – тепло отдается внешним телам.

Имайте предвид, че количеството топлина може да се изчисли или чрез промяна на температурата или чрез промяната в обема на известно налягане на газ.

3 .В температура изотермичен метод газ не се променя, и следователно не се променя и вътрешната енергия на газа, # 916; U = 0. Следователно:

Тук, Т - процес температура изотермични; V1p1 и V2 P2 - обем и налягане в първоначалното и крайното състояние на газа. Уравнение (8.12) се получава чрез изчисляване на работната зона като извит трапец в диаграма (р V) за процеса на изотермични.

Заедно с изохорен, изобарни изотермични процеси в термодинамиката често се счита за процесите, които протичат в отсъствието на топлообмен с околните органи. Такива процеси са наречени адиабатно.

4. В адиабатен процес Q = 0; така първият закон на термодинамиката става:

В адиабатно разширение на работа на газ е положителен А> 0, температурата на газа намалява Т2<Т1, внутренняя энергия газа уменьшается,т. е. газ совершает работу за счет убыли его внутренней энергии.

Ако адиабатно сгъстяване работа на газ е отрицателен <0, температура газа увеличивается Т2> Т1, вътрешната енергия на увеличенията на газ, т.е.. д. положителна работа на външни сили, действащи на пазара на газ, е да се повиши на вътрешната енергия на газа.

Диаграмата (р, V) процес на адиабатно разширение (или свиване) на газа е представена от крива, която се нарича адиабатно. В адиабатно разширение на температура газ намалява. Следователно налягането на газ от адиабатно разширение намалява по-бързо, отколкото в изотермични (фиг. 8.4).