A primeira lei da termodinámica - que é o principio de todas as cousas

O obxecto de estudo da termodinámica é a enerxía en todas as súas formas e, máis importante, transicións de enerxía dunha forma a outra. Acontece que o termo se orixinou nos primeiros días de investigación no ámbito da investigación da enerxía, e nese momento unha lista de diferentes tipos de enerxía aínda era pequeno - mecánica e térmica. De aí, o nome "termodinámica" reflexionar con maior precisión a esencia do obxecto - o movemento (transferencia), ea conversión de calor para o traballo mecánico e viceversa. Aos poucos, os conceptos de caracterizar procesos térmicos: Calor de fusión, capacidade calorífica, e, finalmente, a cantidade de unidade de calor - calorías (1772 M.Vilke). Vai levar tempo e será formulada a primeira lei da termodinámica, pero cada movemento foi o resultado dun traballo meticuloso moitos investigadores.

Para estudar as leis da termodinámica son algunhas convencións adoptadas, permitindo o estudo destacar o obxecto e especificar as súas propiedades a ser estudado. Obxectos de estudo están representados por sistemas pechados de un gran número de partículas. Se o sistema pode determinar os límites dun certo volume, é chamado o corpo. Aquí e alí foi un gran participante na acción termodinámica: o sistema de partículas contidas nun determinado volume - gas ideal. No proceso de sistema termodinámico transformación de enerxía cambia o seu estado, e estas modificacións son descritos por un conxunto de conceptos - os parámetros do proceso. Se os parámetros de levar a temperatura T, o volume V e presión P, é suficiente para describir calquera proceso termodinámico. Todos os sistemas son considerados só para estados de equilibrio. O establecemento do equilibrio, por exemplo, calor, - un proceso de transferencia de calor - algo arrefría e quenta algo. Neste caso, o número de "pago - recibiu", como a primeira lei da termodinámica, será o mesmo. E aquí está o principal problema é que, durante séculos, os científicos decidir: os participantes da busca do metabolismo enerxético e para determinar o seu papel no proceso.

A base da unidade termodinámica teórica son 3 lei. Suponse que o corpo pode absorber enerxía, aumentando o seu interior (por exemplo, calefacción) e / ou debido á súa enerxía interna para facer un traballo de superar forzas exteriores (por exemplo, empurrando o émbolo). Por conseguinte, a primeira lei da termodinámica é tratado como segue: a variación da enerxía interna L do corpo é a suma da enerxía absorbida a súa enerxía Q e forzas externas A. Matematicamente, esta é expresa a través das alteracións infinitesimais como segue:

dU = dQ + da (1)

En realidade, é a lei da conservación da enerxía, podemos dicir, a lei da vida.

Características procesos termodinâmicos son xeralmente considerados no modelo, no que o fluído de traballo ter un gas ideal, que pode ser quente e / ou realizar nel traballo mecánico por forzas externas (contracción - expansión) por medio do émbolo, e un dos parámetros de presión - P, o volume V e temperatura T - é unha constante. Aplicación da primeira lei da termodinámica para izoprotsessam para determinar fontes de enerxía receptores para condicións específicas.

proceso isocórico significa que V = const. Debido ao feito de que o traballo mecánico non está dispoñible porque volume non será alterado por calefacción só pode aumentar a enerxía interna, e logo: da = PDV = 0, e, polo tanto, du = dQ e pode determinar a partir da relación:

dQ = (m / H) * CV * DT (2)

Así, o proceso de isocórico é debido ao aumento da temperatura.

isobárica proceso implica p = const, e esta condición é satisfeita se o fluído de traballo Calefacción cando executa o traballo mecánico, por exemplo, o movemento do pistón. Se conectar para aplicar a expresión de enerxía térmica, ea ecuación de Mendeleev-Clapeyron, pódese facilmente obter unha expresión para o cálculo da mecánica operación do gas :

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

R - constante de gas, e medios de traballo para aumentar o volume de gas nunha cantidade dun brando, se o cambio de temperatura por grao Kelvin. Conclusión: baixo gas de proceso isobárica encher calefacción de enerxía (2) e consome parte do aumento da enerxía interna por extensión (3).

Un proceso no que T = const, en termodinámica chamado isotérmico. A súa esencia é que por quecemento da enerxía interna está totalmente consumida na obra de forzas externas preodoleniiyu. A primeira lei da termodinámica para izoprotsessov suxire que, para manter a temperatura corporal constante da súa enerxía interna compensar o custo da realización de traballos mecánicos, e depende dos cambios de presión. Calcular o custo de enerxía pode ser a partir da expresión:

Q = A = (m / H) * R * t * (ln (P1 / P2)).