Termodynamiikan ensimmäinen laki on kaiken olemassaolon alku

Termodynamiikan tutkimuksen aihe on energiakaikissa sen ilmenemismuodoissa ja, mikä tärkeintä, energian siirtyminen lajista toiseen. Nythän on niin, että termi alkunsa alkuaikoina tutkimuksen energia-alan tutkimusta ja tuolloin listan erilaisia ​​energia oli vielä pieni - mekaaniset ja termiset. Siten, nimi "Lämpö" tarkimmin heijastaa ydin esineen - liikkeen (siirto), ja lämmön muuntaminen mekaaninen työ ja päinvastoin. Vähitellen käsitteet kuvaavat lämpökäsittelyjä,: sulamislämpö, ​​lämpökapasiteetti, ja lopuksi laite lämmön määrä - kalori (1772 M.Vilke). Se vie aikaa ja muotoillaan ensimmäinen laki termodynamiikan, vaan jokainen siirto johtui kovan työn monet tutkijat.

Tutkitaan termodynamiikan laitjoitain yleissopimuksia, jotka mahdollistavat tutkittavan kohteen eristämisen ja sen ominaisuuksien tutkimisen. Tutkittavat esineet on esitetty suljetuina järjestel- minä valtavasta määrästä hiukkasia. Jos järjestelmässä on mahdollista määrittää tietyn tilavuuden rajat, sitä kutsutaan ruumiiksi. Näin termodynaamisen toiminnan tärkein osallistuja ilmestyi: tietyssä tilavuudessa suljettu hiukkajärjestelmä on ihanteellinen kaasu. Energiamuunnosten prosessissa termodynaaminen järjestelmä muuttaa tilansa, ja nämä muutokset kuvataan käsitteiden - prosessiparametrien avulla. Jos lämpötila T, tilavuus V ja paine P otetaan parametreiksi, ne riittävät kuvaamaan mitä tahansa termodynaamista prosessia. Kaikki järjestelmät otetaan huomioon vain tasapainotiloissa. Tasapainon, esimerkiksi lämmön, muodostaminen on lämmönsiirron prosessi - jotain jäähtyy ja jotain lämpenee. Samanaikaisesti määrät "antoi-vastaanotettu", kuten termodynamiikan ensimmäinen laki sanoo, on sama. Ja tässä on tärkein tehtävä, jonka tutkijat ratkaisevat vuosisatojen ajan: energianvaihtoon osallistujien etsiminen ja heidän roolinsa määrittely prosessissa.

Termodynamiikan teoreettisen laitteen perustanamuodostavat kolme lakia. Oletetaan, että keho voi absorboida energiaa, mikä lisää sen sisäinen (esim., Lämmitys) ja / tai koska sen energian tehdä työtä voittamiseksi ulkoisia voimia (esim., Työntää mäntä). Näin ollen ensimmäinen termodynamiikan käsitellään seuraavasti: muutos energian kehon U on summa absorboidun niiden energia Q ja ulkoiset voimat A. Matemaattisesti tämä on ilmaistu äärettömän muuttuu seuraavasti:

dU = dQ + dA (1)

Itse asiassa tämä on energian säilyttämistä koskeva laki, voimme sanoa olemisen lain.

Termodynamiikan prosessien ominaisuudet ovat yleensäMallissa käsiteltiin, jossa työväliaine otetaan täydellinen kaasu, joka voi olla lämmitetty ja / tai suorittaa sen mekaaninen työ ulkoisia voimia (puristus - laajentaminen) avulla männän, ja yksi parametreista - P paine, tilavuus V ja lämpötilassa T - on vakio. Soveltaminen ensimmäinen laki termodynamiikan izoprotsessam määrittää energialähteiden vastaanottimet tiettyihin tilanteisiin.

Isoskooppinen prosessi tarkoittaa, että V = const. Tämän seurauksena mekaaninen työ ei ole käytettävissä, koska tilavuus ei muutu, lämmityksen takia vain sisäinen energia muuttuu ja sitten: dA = pdV = 0 ja siten dU = dQ ja se voidaan määrittää suhteesta:

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

Näin isoorkkiprosessi johtuu lämpötilan noususta.

Isobarinen prosessi olettaa p = const, ja tämäehto täyttyy, jos työväline suorittaa mekaanista työtä lämmityksen aikana esimerkiksi männän liikuttamiseksi. Jos vuorotellen käytetään lämmitysenergian ilmauksia ja Mendeleev-Kleiperon-yhtälöä, voimme helposti saada ilmauksen kaasun mekaanisen työn laskemiseksi:

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

R on kaasuvakio ja tarkoittaalisää kaasun määrää yhden moolin määrässä, jos lämpötila muuttuu yhdellä Kelvin asteella. Päätelmä: Isobaraattisessa prosessissa kaasua täydennetään lämmitysenergialla (2) ja kulutetaan osittain lisääntyneestä sisäisestä energiasta laajenemalla (3).

Prosessi, jossa T = const, termodynamiikassakutsutaan isotermiksi. Sen ydin on se, että lämmön vuoksi vastaanotettu sisäinen energia käytetään kokonaan ulkoisten voimien voittamiseen. Isoprosessien termodynamiikan ensimmäinen laki ehdottaa, että pysyvän kehon lämpötilan säilyttämiseksi sen sisäinen energia muodostaa mekaanisen työn kustannukset ja riippuu paineen muutoksesta. Laske nämä energiakustannukset voivat olla ilmaisusta:

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