De earste wet fan termodynamika - it is it begjin fan alle dingen

It ûnderwerp fan 'e stúdzje fan termodynamika is de enerzjy yn al syn foarmen en, vooral, enerzjy oergongen fan de iene foarm nei it oare. It sa bart, dat de term ûntstien is yn de betide dagen fan ûndersyk op it mêd fan enerzjy ûndersyk, en yn dy tiid in list fan ferskate soarten fan enerzjy wie noch lyts - meganyske en termyske. Fandêr de namme "Termodynamika" meast sekuer wjerspegelje de essinsje fan it foarwerp - de beweging (oerdracht), en de waarmte ombou yn de meganyske wurk en oarsom. Geandewei de begripen fan characterizing thermal prosessen: waarmte fan fúzje, waarmte kapasiteit, en, as lêste, de ienheid bedrach fan waarmte - calorie (1772 M.Vilke). It sil nimme tiid en sil wurde formulearre de earste wet fan termodynamika, mar alle ferhuzing wie it gefolch fan hurde wurk fan in protte ûndersikers.

Om studearje de wetten fan termodynamika binne inkele ferdraggen oannommen, wêrtroch't de stúdzje markearje it foarwerp en oantsjutte syn eigenskippen wurde bestudearre. Foarwerpen fan stúdzje wurde fertsjintwurdige troch sletten systemen fan in grut oantal dieltsjes. As it systeem kin bepale de grinzen fan in beskate folume, dan hjit it lichem. Hjir en dêr wie der in grutte dielnimmer oan de termodynamyske aksje: it systeem fan dieltsjes opnommen yn in bepaalde folume - ideaal gas. Yn it proses fan enerzjy omfoarming termodynamyske systeem feroaret syn steat, en dizze wizigingen wurde beskreaun troch in set fan begripen - it proses parameters. As de parameters nimme de temperatuer T, it folume V en druk P, is it genôch om te beskriuwen se gjin termodynamyske proses. Alle systemen wurde sjoen as allinne foar lykwicht steaten. De oprjochting fan lykwicht, bygelyks, waarmte, - in waarmte oerdracht proses - wat koelt en verwarmt wat. Yn dit gefal, it oantal "betelle - ûntfongen", as de earste wet fan termodynamika, sil itselde. En hjir leit de wichtichste probleem is dat ieuwenlang, wittenskippers beslisse: Sykje dielnimmers fan enerzjy stofwikseling en te bepale harren rol yn it proses.

De basis fan 'e teory fan termodynamika apparatuer binne 3 wet. Oannomd wurdt dat it lichem kin opfange enerzjy, tanimmend syn binnenste (bgl, ferwaarming) en / of fanwege syn ynterne enerzjy te dwaan wurk te oerwinnen eksterne krêften (bgl, triuwe de plunger). Accordingly, de earste wet fan termodynamika wurdt behannele as folget: de feroaring yn ynterne enerzjy U fan it lichem is de som fan de enerzjy absorbed harren enerzjy Q en eksterne krêften A. Mathematically, dit wurdt útdrukt troch de infinitesimal feroarings as folget:

Du = DQ + dA (1)

Yn feite giet it om de wet fan behâld fan enerzjy, kinne wy sizze, de wet fan it libben.

Eigenskippen termodynamyske prosessen wurde meastal sjoen yn it model, dêr't de wurkje medium nimt de perfekte gas dy't mooglik wêze ferwaarme en / of út te fieren op it de meganyske wurk eksterne krêften (kompresje - útwreiding) troch middel fan de piston, en ien fan 'e parameters - druk P, folume V en temperatuer T - is in konstante. Tapassing fan de earste wet fan termodynamika te izoprotsessam te bepalen enerzjyboarnen ûntfangers foar spesifike omstannichheden.

Isochoric proses betsjut dat V = const. Fanwege it feit dat de meganyske wurk is net beskikber, omdat volume net feroarje troch ferwaarming allinne kin fergrutsje de ynterne enerzjy, en dan: dA = PDV = 0, en dus Du = dq en it kin bepale út de relaasje:

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

Sa, isochoric proses komt troch te fergrutsjen yn temperatuer.

Isobaric proses dêrby om p = const, en dit betingst is tefreden as it wurkjen floeistof doe't heather docht meganyske wurk, bygelyks, beweging fan de piston. As jo keare ta te passen útdrukking oan waarmte enerzjy, en de fergeliking fan Mendeleev-de Boer, men kin maklik krijen in útdrukking foar it berekkenjen fan de meganyske eksploitaasje fan gas :

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

R - gas konstant, en betsjut wurk te fergrutsjen it folume fan it gas yn in bedrach fan ien mol, as de temperatuer feroarje per graad Kelvin. Konklúzje: under isobaric proses gas replenish enerzjy ferwaarming (2) en verbruikt diel fan 'e oanwinnende ynterne enerzjy troch it taheaksel (3).

In proses dêr't T = const, yn termodynamika neamd isothermal. Syn essinsje is dat troch de ferwaarming fan de ynterne enerzjy wurdt folslein rekke yn it wurk fan eksterne krêften preodoleniiyu. De earste wet fan termodynamika foar izoprotsessov suggerearret dat yn stân te hâlden in konstante lichemstemperatuer fan syn ynterne enerzjy makket op foar de kosten fan útfieren meganyske wurk, en ôfhinklik fan de druk feroarings. Berekkenje de enerzjy kosten kin wêze út de útdrukking:

Q = A = (m / M) * R * T * (ln (P1 / P2)).