Pirmasis termodinamikos dėsnis - tai visų dalykų pradžia

Iš termodinamikos tyrimo objektas yra visų formų ir, svarbiausia, energijos perėjimų iš vienos formos į kitą energijos. Taip jau atsitinka, kad terminas yra kilęs iš pirmųjų dienų mokslinius tyrimus energetikos mokslinių tyrimų srityje, ir tuo metu iš skirtingų sąrašas energijos rūšių buvo dar mažas - mechaninis ir šiluminis. Taigi, pavadinimas "termodinamika" tiksliausiai atspindi objekto esmę - judėjimą (perdavimas), o šilumos perskaičiavimo į mechaninį darbą ir atvirkščiai. Palaipsniui, apibūdinantis šiluminiai procesai koncepcijos: karščiui sintezės, šiluminės talpos, ir, galiausiai, vieneto suma šilumos - kaloringumo (1772 M.Vilke). Tai užims laiko ir bus suformuluoti pirmąjį termodinamikos dėsnis, bet kiekvienas žingsnis buvo sunkaus darbo daug mokslininkų rezultatas.

Studijuoti termodinamikos dėsnius keletas priimtos konvencijos, leidžiantis tyrimas išryškinti objektą ir nurodykite savo savybes turi būti tiriamas. Objektai tyrimo atstovauja uždarų sistemų daugelio dalelių. Jei sistema gali nustatyti tam tikros apimties ribas, jis vadinamas organas. Čia ir ten buvo pagrindinis dalyvis termodinaminės veiksmų: dalelių sistema pateikta tam tikra apimtimi - idealus dujos. Atsižvelgiant į energijos transformavimo termodinaminės sistemos procesą keičia savo būseną, ir šie pokyčiai yra aprašyti pagal sąvokų rinkinys - proceso parametrų. Jei parametrai imtis temperatūros t, tūrio V ir slėgis p, jis yra pakankamas, kad būtų apibūdinti jiems jokių Termodinaminio procesą. Visos sistemos yra laikomos tik pusiausvyros narių. Iš pusiausvyros sukūrimas, pavyzdžiui, šilumos, - šilumos perdavimo procesas - kažkas vėsina ir šildo kažką. Šiuo atveju "mokamos - gavo" numeris, kaip pirmasis termodinamikos dėsnis, bus tas pats. Ir čia slypi pagrindinė problema yra tai, kad šimtmečiais mokslininkai nusprendžia: Paieška dalyviai energijos apykaitai ir nustatyti jų vaidmenį šiame procese.

Iš termodinamikos aparato teorijos pagrindas yra 3 įstatymas. Manoma, kad organizmas gali sugerti energiją, didinant jos vidinis (pvz, šildymas) ir / arba dėl savo vidaus energijos daryti darbą įveikti išorines jėgas (pvz, stumdami stūmoklį). Atitinkamai, pirmasis termodinamikos dėsnis traktuojamas taip: į energijos vidaus pokytis U kūno yra energijos suma absorbuojamas jų energijos Q ir išorinės jėgos A. matematiniu, tai yra išreikštas per infinitezimalinių pokyčių taip:

dU = DQ + DA (1)

Tiesą sakant, tai yra energijos tvermės teisė, galime sakyti, kad gyvenimo dėsnis.

Funkcijos termodinaminis procesas yra paprastai laikoma modelyje, kur darbinis skystis imtis idealus dujas, kurios gali būti šildomas ir / arba atlikti ant jo mechaniniam darbui pagal išorinių jėgų (susitraukimo - išplėtimas) priemonėmis stūmoklio, ir vienas iš parametrų - slėgis p, tūrio V ir temperatūros T - yra pastovus. Taikymas pirmą termodinamikos dėsnis, kad izoprotsessam nustatyti energijos šaltinių imtuvai konkrečių sąlygų.

Izochorinis procesas reiškia, kad V = const. Atsižvelgiant į tai, kad mechaninis darbas yra nepasiekiamas, nes garsas nesikeičia kaitinant tik gali padidinti vidaus energijos, ir tada: da = PDV = 0, taigi ir DU = DQ ir ji gali nustatyti, iš santykių:

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

Tokiu būdu, izochorinis procesas yra dėl to, padidinti temperatūros.

Isobaric procesas apima p = const, ir ši sąlyga yra įvykdyta, jei darbinis skystis, šildomas atlieka mechaninį darbą, pavyzdžiui, stūmoklio judėjimas. Jei įjungsite taikyti išraišką į šilumos energijos, ir Mendelejevo Clapeyron lygtį, galima lengvai gauti išraišką apskaičiuoti mechaninį veikimą dujų :

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

R - dujų konstanta, ir reiškia, darbą, siekiant padidinti dujų tūris į vieną moliui sumą, jei temperatūra pasikeitimas per Kelvino laipsniais. Išvada: pagal izobarinės proceso dujų papildyti energijos šildymui (2) ir sunaudoja dalį padidino vidaus energijos iki pratęsimo (3).

Procesas, kurio metu, T = const, į termodinamikos vadinamas izoterminis. Jo esmė yra ta, kad šildymo vidaus energijos visiškai sunaudotos išorinių jėgų preodoleniiyu darbą. Pirmasis termodinamikos dėsnis, skirtų izoprotsessov rodo, kad palaikyti pastovią kūno temperatūrą savo vidaus energijos sudaro už mechaniniams darbams kainą ir priklauso nuo slėgio pokyčiams. Apskaičiuokite energijos savikaina gali būti iš išraiškos:

Q = A = (m / m) * R * T * (LN (P1 / P2)).