Pirmais termodinamikas likums - tas ir sākums visām lietām

Pētījuma termodinamikas priekšmets ir enerģijas visās tās formās un, vissvarīgāk, enerģijas pāreju no viena veida uz citu. Tas tā notiek, ka termins radās pirmajās dienās pētījumu jomā enerģētikas pētniecībai, un tajā laikā saraksts dažāda veida enerģijas joprojām bija neliels - mehāniskās un siltuma. Līdz ar to, ka vārds "Termodinamika" visprecīzāk atspoguļo būtību objekta - kustību (pārneses), un siltuma pārvēršanu mehānisku darbu un otrādi. Pakāpeniski koncepcijas termiskie procesi, kas raksturo: siltuma kodolsintēzes, siltuma jaudas, un, visbeidzot, vienības siltuma daudzums - kaloriju (1772 M.Vilke). Tas prasīs laiku, un tiks formulēti pirmais termodinamikas likums, bet katrs solis bija rezultāts smagu darbu daudzu pētnieku.

Izpētīt likumus termodinamikas dažas konvencijas pieņemtas, ļaujot studiju izcelt objektu un precizēt savas īpašības jāpēta. Objekti studiju pārstāv slēgtās sistēmās lielu skaitu daļiņu. Ja sistēma var noteikt robežas noteiktu apjomu, to sauc par ķermeni. Šur un tur bija galvenais dalībnieks termodinamisko darbībā: Daļiņu sistēma ietverts noteiktā apjomā - ideālas gāzes. Šajā procesā enerģijas pārveidošanas termodinamisko sistēmu maina savu stāvokli, un šīs izmaiņas ir aprakstītas ar jēdzienu kopumu - procesa parametriem. Ja parametri veikt temperatūru T, tilpums V un spiediena P, tas ir pietiekams, lai aprakstītu tos jebkurā termodinamisko procesu. Visas sistēmas tiek uzskatīti tikai par līdzsvara valstīm. Līdzsvara izveidi, piemēram, karstums, - siltuma pārvades process - kaut kas atdziest un silda kaut ko. Šajā gadījumā, skaits "maksā - saņēma", saskaņā ar pirmo termodinamikas likums, būs tāds pats. Un šeit slēpjas galvenā problēma ir tā, ka gadsimtiem ilgi, zinātnieki pieņem lēmumu: Search dalībnieki enerģijas metabolismu , un noteikt to lomu šajā procesā.

Pamatojoties uz teoriju termodinamikas aparātu ir 3 likumu. Tiek pieņemts, ka organisms var absorbēt enerģiju, palielinot iekšējo (piemēram, apkure), un / vai, jo tās iekšējās enerģijas, lai darīt darbu, lai pārvarētu ārējiem spēkiem (piemēram, virzot virzuli). Tādējādi pirmais termodinamikas likums regulē šādi: izmaiņas iekšējā enerģijas U ķermeņa ir enerģijas summa absorbē to enerģijas Q un ārējie spēki A. Matemātiski tas izpaužas caur bezgalīgi izmaiņas šādi:

dU = DQ + DA (1)

Faktiski, tas ir likums saglabāšanu enerģiju, mēs varam teikt, dzīves likums.

Īpašības termodinamikas procesus parasti ņemti vērā modelī, kur darba vide ņem ideālu gāzi, kas var būt apsildāmi un / vai veikt uz tā ar mehānisko darba ārējos spēkus (saspiešanas - paplašināšanās) ar virzuļa, un viens no parametriem - spiediena P, V apjoma un temperatūru T - ir konstants. Piemērošana pirmo termodinamikas likums, lai izoprotsessam lai noteiktu enerģijas avotiem uztvērēji īpašiem nosacījumiem.

Isochoric process nozīmē, ka V = const. Sakarā ar to, ka mehāniskais darbs nav pieejams, jo apjoms nemainās, karsējot tikai var palielināt iekšējo enerģiju, un pēc tam: DA = PDV = 0, un līdz ar to dU = DQ, un tā var noteikt, no attiecībām:

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

Tādējādi isochoric process ir saistīts ar palielinātu temperatūras.

Isobaric process ietver p = const, un šis nosacījums ir izpildīts, ja darba šķidruma, kad tiek sasildīta veic mehānisku darbu, piemēram, kustību virzuļa. Ja jūs savukārt pieteikties izpausme siltumenerģijas, un vienādojums Mendeļejeva-Klapeirona, var viegli iegūt izteiksmi mehānisko aprēķināšanai darbību gāzes :

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

R - gāzes konstante, un ir tāds darbs, lai palielinātu gāzes daudzumu, daudzumā no viena mola, ja temperatūra maiņa uz Kelvinu. Secinājums: zem isobaric procesa gāzi papildināt enerģijas apkuri (2), un patērē daļu no palielināta iekšējā enerģijas paplašinājumu (3).

Process, kurā T = const, thermodynamics sauc izotermiskos. Tās būtība ir tāda, ka, karsējot iekšējā enerģijas pilnībā patērēts darbā ārējo spēku preodoleniiyu. Pirmais termodinamikas likums par izoprotsessov liecina, ka, lai uzturētu konstantu ķermeņa temperatūru no tās iekšējās enerģijas veido par izmaksām, veicot mehānisku darbu, un ir atkarīgs no spiediena izmaiņām. Aprēķināt enerģijas izmaksas var būt no izteiksmes:

Q = A = (m / M) * R * T * (ln (p1 / p2)).