523 Shares 4747 views

La prima legge della termodinamica – è l'inizio di tutte le cose

L'oggetto dello studio della termodinamica è l'energia in tutte le sue forme e, soprattutto, transizioni energetiche da una forma all'altra. Si dà il caso che il termine ha origine nei primi giorni di ricerche nel campo della ricerca energetica, e in quel momento un elenco di diversi tipi di energia era ancora piccolo – meccanica e termica. Quindi, il nome "Termodinamica" riflettono più accuratamente l'essenza dell'oggetto – il movimento (trasferimento), e la conversione del calore in lavoro meccanico e viceversa. Gradualmente i concetti di caratterizzare processi termici: Calore di fusione, capacità termica, e, infine, la quantità unità di calore – calorie (1772 M.Vilke). Ci vorrà tempo e sarà formulata la prima legge della termodinamica, ma ogni mossa è stata il risultato del duro lavoro di molti ricercatori.

Per studiare le leggi della termodinamica sono alcune convenzioni adottate, consentendo lo studio evidenziare l'oggetto e specificate le sue proprietà di essere studiato. Oggetti di studio sono rappresentati da sistemi chiusi di un gran numero di particelle. Se il sistema è in grado di determinare i confini di un certo volume, è chiamato il corpo. Qua e là è stato un importante partecipante all'azione termodinamico: il sistema di particelle contenute in un certo volume – del gas ideale. Nel processo di trasformazione dell'energia sistema termodinamico cambia il suo stato, e questi cambiamenti sono descritti da un insieme di concetti – i parametri di processo. Se i parametri prendono la temperatura T, il volume V e pressione P, è sufficiente descrivere qualsiasi processo termodinamico. Tutti i sistemi sono considerati solo per stati di equilibrio. L'istituzione di equilibrio, per esempio, il calore, – un processo di trasferimento di calore – qualcosa si raffredda e riscalda qualcosa. In questo caso, il numero di "pagato – ha ricevuto", come la prima legge della termodinamica, sarà lo stesso. E qui sta il problema principale è che per secoli, gli scienziati decidono: Ricerca partecipanti del metabolismo energetico e per determinare il loro ruolo nel processo.

La base della teoria di apparecchi termodinamica sono 3 legge. Si presume che il corpo può assorbire energia, aumentando il suo interno (ad esempio, riscaldamento) e / o per la sua energia interna per fare il lavoro per superare forze esterne (ad esempio, spingendo lo stantuffo). Di conseguenza, la prima legge della termodinamica è trattata come segue: la variazione di energia interna U del corpo è la somma dell'energia assorbita loro Q energia e forze esterne A. Matematicamente, questo si esprime attraverso i cambiamenti infinitesimali come segue:

dU = dQ + dA (1)

In realtà, è la legge della conservazione dell'energia, si può dire, la legge della vita.

Proprietà processi termodinamici sono generalmente considerate nel modello, dove il fluido di lavoro conduce il gas perfetto che può essere riscaldato e / o per eseguire su di esso forze esterne lavoro meccanico (compressione – espansione) per mezzo del pistone, ed uno dei parametri – pressione P, volume V e la temperatura T – è una costante. Applicazione della prima legge della termodinamica per izoprotsessam per determinare fonti di energia ricevitori per condizioni specifiche.

Isocora significa che V = cost. A causa del fatto che il lavoro meccanico non è disponibile, perché volume non cambia scaldando solo può aumentare l' energia interna, e quindi: dA = pdV = 0, e quindi dU = dQ e può determinare dal rapporto:

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

Così, Isocora è causa di aumento di temperatura.

trasformazione isobara coinvolge p = cost, e questa condizione è soddisfatta se il fluido di lavoro quando riscaldato esegue lavoro meccanico, per esempio, il movimento del pistone. Se si attiva applicare espressione di energia termica, e l'equazione di Mendeleev-Clapeyron, si può facilmente ottenere un'espressione per il calcolo della meccanica funzionamento del gas :

A = (m / M) * R * (T2 – T1) (3)

R – costante di gas, e mezzi lavoro per aumentare il volume di gas in una quantità di una mole, se la variazione di temperatura per grado Kelvin. Conclusione: sotto gas di trasformazione isobara ricostituire riscaldamento energia (2) e consuma parte della maggiore energia interna dall'estensione (3).

Un processo in cui T = cost, in termodinamica denominata isotermica. La sua essenza è che il riscaldamento dell'energia interna è completamente consumato nel lavoro di forze esterne preodoleniiyu. La prima legge della termodinamica per izoprotsessov suggerisce che per mantenere costante la temperatura corporea della sua energia interna compensa il costo di esecuzione di lavoro meccanico, e dipende dalle variazioni di pressione. Calcolare il costo energetico può essere dall'espressione:

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