Prima lege a termodinamicii este începutul a tot ceea ce există

Subiectul studierii termodinamicii este energia în toate manifestările ei și, cel mai important, tranzițiile de energie de la o specie la alta. Așa sa întâmplat că termenul însuși a apărut în zorii cercetării științifice în domeniul energiei, iar la acel moment lista diferitelor tipuri de energie era încă mică - mecanică și termică. Prin urmare, denumirea "termodinamică" a reflectat cel mai bine esența subiectului - mișcarea (transferul) și transformarea căldurii în muncă mecanică și invers. Treptat, au existat concepte care caracterizează procesele termice: căldura de fuziune, capacitatea de căldură și, în final, o unitate pentru măsurarea cantității de căldură - calorie (1772, M. Wilke). Va trece mult timp și va fi formulată prima lege a termodinamicii, dar fiecare pas a fost rezultatul muncii minuțioase a multor cercetători.

Pentru a studia legile termodinamicii au fost adoptate anumite convenții care permit izolarea obiectului studiat și specificarea proprietăților sale de studiat. Obiectele investigate sunt reprezentate ca sisteme închise dintr-un număr mare de particule. Dacă în sistem este posibil să se determine limitele unui anumit volum, atunci se numește corpul. Aici și acolo a fost un participant major în acțiunea termodinamică: sistemul de particule conținute într-un anumit volum - gaz ideal. În procesul de transformare a energiei sistemului termodinamic își schimbă starea, iar aceste modificări sunt descrise de un set de concepte - parametrii de proces. Dacă temperatura T, volumul V și presiunea P sunt luați ca parametri, atunci acestea sunt suficiente pentru a descrie orice proces termodinamic. Toate sistemele sunt considerate numai pentru stări de echilibru. Stabilirea de echilibru, de exemplu, căldură, - un proces de transfer termic - ceva se răcește și se încălzește ceva. În același timp, cantitățile "dat-primite", după cum spune prima lege a termodinamicii, vor fi aceleași. Și aici se află principala sarcină pe care oamenii de știință o rezolvă de secole: căutarea participanților schimbul de energie și determinarea rolului lor în acest proces.

Baza aparatului teoretic de termodinamică este 3 legi. Se presupune că organismul poate absorbi energia prin creșterea intensității interne (de exemplu, încălzirea) și / sau datorită energiei sale interne pentru a lucra la depășirea forțelor exterioare (de exemplu, împingerea pistonului). Pornind de la aceasta, prima lege a termodinamicii este tratată după cum urmează: schimbarea energiei interne a corpului U este suma energiei Q absorbită de ea și energia forțelor exterioare A. Matematic, aceasta este exprimată în termeni de modificări infinitezimale după cum urmează:

dU = dQ + dA (1)

De fapt, aceasta este legea conservării energiei, putem spune, legea ființei.

caracteristici procese termodinamice de obicei, luate în considerare în model, în cazul în care mediul de lucru ia gazului perfect, care poate fi încălzit și / sau pentru a efectua asupra forțelor externe de lucru mecanic (compresiune - dilatare) prin intermediul pistonului, și unul dintre parametrii - presiunea P, volumul V și temperatură T - este constantă . Aplicarea primei legi a termodinamicii la izoprocese face posibilă determinarea surselor de receptoare de energie pentru condiții specifice.

Procesul isochoric înseamnă că V = const. O consecință a faptului că munca mecanică este absent, t. volumul nu se modifică, datorită numai modificărilor la încălzire energia internă, și apoi: dA = pdV = 0, și deci dU = dQ și se poate determina din relația:

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

Astfel, procesul isochoric se datorează creșterii temperaturii.

Procesul isobaric presupune p = const, iar această condiție este îndeplinită dacă mediul de lucru efectuează lucrări mecanice la încălzire, de exemplu, mutarea pistonului. Dacă aplicăm alternativ expresiile pentru energia de încălzire și ecuația lui Mendeleev-Klaiperon, putem obține cu ușurință o expresie pentru calculul mecanismului mecanic funcționarea gazului:

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

R este constanta gazului si inseamna munca de a creste volumul de gaze in cantitate de 1 mol, daca temperatura se schimba cu un Kelvin cu un grad. Concluzie: în procesul izobar, gazul este alimentat cu energia de încălzire (2) și consumă o parte din energia internă mărită prin extindere (3).

Procesul în care T = const, în termodinamică se numește izotermă. Esența sa constă în faptul că energia internă primită din cauza încălzirii este folosită în întregime pentru a lucra la depășirea forțelor externe. Prima lege a termodinamicii pentru izoprocese sugerează că, pentru a menține o temperatură constantă a corpului, energia sa internă face totul pentru a face munca mecanică și depinde de schimbarea presiunii. Calculează aceste costuri de energie pot fi de la expresie:

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