Мои Конспекты
Главная | Обратная связь

...

Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Первый закон термодинамики





Помощь в ✍️ написании работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Первый закон термодинамики – это закон сохранения энергии в тепломеханических процессах.

Рассмотрим ТД систему, например, газ, заключённый в некотором объёме V. И пусть U – внутренняя энергия газа. Эту энергию можно увеличить двумя способами:

1) механическим, т. е. путём сжатия газа и совершения над ним работы А′ (рис. 2.8, а);

2) немеханическим способом, который называется теплопередачей, т. е. путём нагревания газа его контактом с более горячим телом; в этом случае говорят, что газу передаётся некоторая теплота Q (рис. 2.8, б).

В процессе теплопередачи работу над системой совершают не макроскопические внешние тела (поршень), а быстрые молекулы горячего тела над более медленными молекулами нашей системы, увеличивая их кинетическую энергию.

Замечание. Теплопередача может происходить не только контактно, но и через излучение. Но в этом случае её механизм более сложен, и мы его рассматривать не будем.

В общем случае поступления энергии в систему по обоим каналам

ΔU = А′ + Q, (2.3)

где А′ − совершённая над системой механическая работа,

Q – сообщённая системе теплота.

Уравнение (2.3) выражает первый закон термодинамики: приращение внутренней энергии системы равно сумме совершённой над системой работы А′ и некоторой добавки Q, называемой теплотой, сообщённой системе.

Так как А′=−А, где Аработа системы, то первый закон термодинамики можно представить в виде:

Q = ΔU + A. (2.4)

Практически это более удобная форма его записи, и тогда он будет читаться так: теплота, сообщённая системе, идёт на увеличение её внутренней энергии ΔU плюс на совершение системой работы А над внешней средой.

Для элементарных процессов энергообмена соотношение (2.4) примет вид:

dQ = dU + dA,

или

dQ = dU + рdV,

где dV – приращение объёма,

dU – приращение внутренней энергии системы (полный дифференциал).

dQ − элементарная теплота (не приращение!),

dA = рdV – элементарная работа (не приращение!).

Как и работа, теплота Q в системе СИ измеряется в джоулях. Но иногда пользуются и внесистемной единицей – калорией: 1 кал – это теплота, необходимая для нагревания 1 г воды на 1°С от 19,5 до 20,5°С. Опытным путём установлено, что 1 кал = 4,18 Дж.

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Итак, работа А и теплота Qэто две формы энергообмена между телами – механическая и немеханическая. Работа и теплота зависят от пути процесса, проводимого над системой, и поэтому А и Q не являются функциями её состояния. А и Q – это процессы, а не состояния. Нельзя говорить о «запасе работы» или о «запасе теплоты» в системе, ибо для данного состояния системы эти величины не определены. Внутренняя же энергия U является функцией состояния системы, так как она однозначно определяется параметрами её состояния р, V и Т: U = U(р, V , Т). Поэтому правильно говорить о запасе внутренней энергии U в системе.

Замечание. У твёрдых и жидких тел при изменении давления и температуры объём практически не меняется, значит, А≈0 и, следовательно, Q = ΔU. В этом случае можно говорить о запасе теплоты в теле.

ИДЕАЛЬНЫЙ ГАЗ

Доверь свою работу ✍️ кандидату наук!
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой



Поиск по сайту:







©2015-2020 mykonspekts.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.