Prima lege a termodinamicii - acesta este începutul tuturor lucrurilor

Subiectul studiului termodinamicii este energia în toate formele sale și, cel mai important, tranzițiile de energie de la o formă la alta. Se întâmplă ca termenul are originea în primele zile ale cercetării în domeniul cercetării energetice, și în acel moment o listă a diferitelor tipuri de energie era încă mică - mecanică și termică. Prin urmare, numele de „Termodinamica“ reflectă cel mai fidel esența obiectului - mișcarea (de transfer), și conversia căldurii în lucru mecanic și vice-versa. Treptat, conceptele de caracterizare a proceselor termice: caldura de fuziune, capacitate de căldură, și, în final, cantitatea unitară de căldură - calorii (1772 M.Vilke). Se va lua timp și vor fi formulate prima lege a termodinamicii, dar fiecare mișcare a fost rezultatul muncii multor cercetători.

Pentru a studia legile termodinamicii sunt unele convenții adoptate, care să permită studiul evidențiază obiectul și specifica proprietățile sale de a fi studiate. Obiectele de studiu sunt reprezentate de sisteme închise ale unui număr mare de particule. În cazul în care sistemul poate determina limitele unui anumit volum, este numit corpul. Aici și acolo a fost un participant major în acțiunea termodinamică: sistemul de particule conținute într-un anumit volum - gaz ideal. În procesul de transformare a energiei sistemului termodinamic își schimbă starea, iar aceste modificări sunt descrise de un set de concepte - parametrii de proces. Dacă parametrii măsurați temperatura T, volumul V și presiunea P, este suficient pentru a le descrie orice proces termodinamic. Toate sistemele sunt luate în considerare numai pentru stări de echilibru. Stabilirea de echilibru, de exemplu, căldură, - un proces de transfer termic - ceva se răcește și se încălzește ceva. În acest caz, numărul de „plătit - a primit“, ca prima lege a termodinamicii, va fi la fel. Și aici se află problema principală este că de secole, oamenii de știință să decidă: căutare participanți metabolismului energetic și pentru a determina rolul lor în acest proces.

Baza teoriei aparatelor termodinamicii sunt 3 lege. Se presupune că organismul poate absorbi energie, crescând suprafața sa internă (de exemplu, încălzire) și / sau datorită energiei sale interne de a face de lucru pentru a depăși forțele externe (de exemplu, împingând pistonul). Prin urmare, prima lege a termodinamicii se tratează după cum urmează: variația energiei interne U a corpului este suma energiei absorbite Q de energie și forțe externe A. Matematic, aceasta se exprimă prin schimbările infinitezimale după cum urmează:

dU = dQ + dA (1)

De fapt, aceasta este legea de conservare a energiei, putem spune, legea vieții.

Proprietăți procese termodinamice sunt considerate de obicei în model, în cazul în care mediul de lucru ia gazului perfect, care poate fi încălzit și / sau pentru a efectua asupra forțelor externe de lucru mecanic (compresiune - dilatare) prin intermediul pistonului, și unul dintre parametrii - presiunea P, volumul V și temperatura T - este o constantă. Aplicarea primei legi a termodinamicii la izoprotsessam pentru a determina sursele de energie receptoare pentru condiții specifice.

proces izocoră înseamnă că V = const. Datorită faptului că lucrul mecanic nu este disponibil, deoarece volumului nu se modifică prin încălzire numai poate crește energia internă, și apoi: dA = PDV = 0, și deci dU = dQ și poate determina din relația:

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

Astfel, procesul de izocoră se datorează creșterii temperaturii.

proces izobară implică p = const, iar această condiție este îndeplinită în cazul în care fluidul de lucru atunci când este încălzit efectuează un lucru mecanic, de exemplu, deplasarea pistonului. Dacă rândul său , pentru a aplica expresia la energie termică, iar ecuația de Mendeleev-Clapeyron, se poate obține cu ușurință o expresie pentru calcularea mecanică funcționare a gazelor :

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

R - gaz constant, și mijloace de lucru pentru a crește volumul de gaz într-o cantitate de un mol, în cazul în care schimbarea temperaturii pe grad Kelvin. Concluzie: sub gaz de proces izobară umple încălzire energie (2) și consumă o parte din energia internă crescută prin extensia (3).

Un proces în care T = const, in termodinamica numit izoterm. Esența ei este că, prin încălzirea a energiei interne este complet consumată în activitatea forțelor externe preodoleniiyu. Prima lege a termodinamicii pentru izoprotsessov sugerează că pentru a menține temperatura corpului constantă a energiei sale interne face pentru costul efectuării lucrărilor mecanice, și depinde de schimbările de presiune. Calculați costul de energie poate fi de la expresia:

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