АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Первое начало термодинамики

Читайте также:
  1. I. Организационное начало.
  2. II. Первый закон термодинамики
  3. II. Требования охраны труда перед началом работы.
  4. II. Требования охраны труда перед началом работы.
  5. II. Требования охраны труда перед началом работы.
  6. В начало
  7. В. мезонефрический проток даёт начало уретре
  8. Ваше предприятие начало работу
  9. Взвешивание, мандатная комиссия – в 9.00, начало соревнований – в 12.00.
  10. Все началось с этикетки
  11. Все началось с «большого взрыва»...
  12. Второе начало термодинамики

 

Опыт показывает, что внутренняя энергия термодинамической системы может изменяться двумя способами: путем совершения над телами системы работы и путем сообщения ей теплоты. Сказанное можно записать в виде формулы:

 

. (9.7)

 

Если учесть, что работа внешних сил связана с работой, совершаемой термодинамической системой, соотношением , то выражение (9.7) можно переписать в виде:

 

. (9.8)

 

Уравнение (9.8) выражает закон сохранения энергии и представляет собой первое начало термодинамики: количество теплоты, сообщённой системе (dQ), расходуется на увеличение внутренней энергии системы (dU) и на совершение системой работы против внешних сил (dА). Исторически первый закон (первое начало) термодинамики был сформулирован как запрет на возможность создания вечного двигателя первого рода. Действительно, если система периодически возвращается в исходное состояние, то изменение внутренней энергии в таком процессе (его называют циклом) равно нулю dU=0. В этом случае, как это следует из выражения (9.8), . То есть периодически действующий двигатель, который совершал бы работу большую, чем сообщённая ему энергия, невозможен.

Рассмотрим применение первого начала термодинамики к различным процессам, совершаемым идеальным газом.

1 Изотермический процесс проходит при постоянной температуре газа: T = const. Согласно уравнению (9.1) в этом случае dU = 0, и уравнение (9.8) запишется в виде

 

.

 

Следовательно, в изотермическом процессе вся подведенная газу теплота идет на совершение работы против внешних сил.

2 В изохорном процессе остается постоянным объем: dV = 0. Согласно уравнению (9.3) в этом случае не совершается работа против внешних сил: dA = 0. Следовательно, первое начало термодинамики (9.8) примет вид

 

.

В изохорном процессе вся подведенная газу теплота расходуется на изменение внутренней энергии.

3 В изобарном процессе изменяются как объем, так и температура. Следовательно, в изобарном процессе количество теплоты, сообщённой газу, расходуется на увеличение внутренней энергии системы и на совершение системой работы против внешних сил.

4 Адиабатный процесс. Так называют процесс, происходящий без теплообмена с окружающей средой. В этом процессе dQ = 0. Следовательно, уравнение (9.8) запишется в виде

 

.

 

То есть, в адиабатном процессе термодинамическая система совершает работу против внешних сил за счет убыли внутренней энергии. Можно показать, что адиабатический процесс описывается уравнением Пуассона:

,

 

где , здесь число степеней свободы молекул газа.

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.003 сек.)