Legile termodinamicii

Prima lege a termodinamicii - aceasta este legea de conservare a energiei, comune la fenomene termice. Este formulat după cum urmează: cantitatea de căldură Q, sistemul rezultat este de Redimensionarea internă a energiei și a organismelor externe rabotynad:

Prima lege a termodinamicii este o generalizare a faptelor experimentale. Conform acestei legi, energia nu poate fi creată sau distrusă; acesta este transferat de la un sistem la altul și se transformă dintr-o formă în alta. O consecință importantă a primei legi a termodinamicii este o declarație cu privire la imposibilitatea de a crea o mașină care ar putea realiza un lucru util, fără energie externă și fără modificări ale mașinii. O astfel de mașină ipotetic numit o mașină de mișcare perpetuă (perpetuum mobile) de primul tip. Numeroase încercări de a crea o astfel de mașină sa încheiat invariabil cu un eșec. Orice mașină poate efectua de lucru O pozitiv asupra organismelor externe numai prin obținerea unei cantități de căldură Q din corpurile din jur sau scădere # 916; U energia sa internă.

Aplicăm prima lege a termodinamicii la izoprotsessam din gazele monoatomice ideale.

1. Procesul de izocoră (V = const) nu funcționează cu gaz, A = 0. Prin urmare:

Aici, U1 și U2 - energia internă a gazelor din statele inițiale și finale. Dacă căldura absorbită de încălzire izocoră gaz (Q> 0) și energia sa internă este crescută. După răcire, căldura dată organismelor externe (Q <0).

Vă rugăm să rețineți că cantitatea de căldură vă puteți aștepta, fie printr-o modificare a temperaturii sau a presiunii prin sensul și domeniul de aplicare al stării inițiale și finale a gazului.

2. Procesul de izobară (p = const) gaz efectuează muncă, temperatura variază, și, prin urmare, energia internă. Prin urmare:

Când temperatura de expansiune izobară a crescut, creșterile interne de energie, # 916; U> 0; gaz efectuează muncă, A> 0; Q> 0 - căldura absorbită de gaz sub temperatura de comprimare izobară scade, energia internă scade, # 916; U> 0; de gaz funcționează negativ, A <0; Q <0 – тепло отдается внешним телам.

Vă rugăm să rețineți că cantitatea de căldură poate fi calculată fie printr-o modificare a temperaturii sau prin modificarea volumului la o presiune cunoscută de gaz.

Temperatura gazului de proces izoterm 3 .żn nu se schimbă, și, prin urmare, nu este schimbat și energia internă a gazului, # 916; U = 0. Prin urmare:

Aici, T - proces izoterm temperatură; p2 V1p1 și V2 - volum și presiune în starea inițială și finală a gazului. Ecuația (8.12) se obține prin calcularea suprafeței de lucru ca trapez curbat în diagrama (p V) la procesul izoterm.

Împreună cu procesele izocoră, izobare și izoterme in termodinamica este adesea considerat procesele care au loc în absența schimbului de căldură cu organele din jur. Astfel de procese sunt numite adiabatic.

4. Într-un proces Q adiabatic = 0; astfel încât prima lege a termodinamicii devine:

Într-o lucrare de expansiune adiabatică a gazului este A pozitiv> 0, temperatura gazului scade T2<Т1, внутренняя энергия газа уменьшается,т. е. газ совершает работу за счет убыли его внутренней энергии.

În cazul în care locul de muncă de compresie adiabatică de gaz A este negativ <0, температура газа увеличивается Т2> T1, energia internă a gazului crește, adică. e. de lucru pozitivă a forțelor externe care acționează asupra gazului, este de a crește energia internă a gazului.

Diagrama (p, V) un proces de expansiune adiabatică (sau contractie) a gazului este reprezentată printr-o curbă, care se numește adiabatic. Într-o expansiune adiabatică scade temperatura gazului. Prin urmare, presiunea gazului prin expansiunea adiabatică scade mai repede decât într-o izotermă (fig. 8.4).