Първият закон на термодинамиката е началото на всичко, което съществува

Предметът на изучаване на термодинамиката е енергията във всичките й проявления и, най-важното, енергийните преходи от един вид в друг. Станало е, че самият термин възниква в зората на научните изследвания в областта на енергетиката и по това време списъкът с различни видове енергия е все още малък - механичен и термичен. Затова името "термодинамика" най-точно отразява същността на субекта - движението (трансфера) и превръщането на топлината в механична работа и обратното. Постепенно понятията за характеризиране термични процеси: топлина на стапяне, топлинен капацитет и, накрая, на единица количество топлина - калории (1772 M.Vilke). Ще изтече много време и ще бъде формулиран първият закон за термодинамиката, но всяка стъпка е резултат от усилената работа на много изследователи.

Да учим закони на термодинамиката бяха приети определени конвенции, които позволяват да се изолира изследваният обект и да се уточнят неговите свойства за изследване. Изследваните обекти са представени като затворени системи от огромно количество частици. Ако в системата е възможно да се определят границите на определен обем, то тя се нарича тялото. Така се появи основният участник на термодинамичното действие: системата на частиците, затворена в определен обем, е идеален газ. В процеса на енергийните трансформации термодинамичната система променя своето състояние и тези промени се описват от набор от концепции - параметри на процеса. Ако температурата Т, обемът V и налягането P се приемат като параметри, те са достатъчни, за да опишат всеки термодинамичен процес. Всички системи се считат само за състояния на равновесие. Установяването на равновесие, например топлината, е процес на пренос на топлина - нещо се охлажда и нещо се затопля. В същото време количествата "дадени и получени", както се казва в първия закон на термодинамиката, ще бъдат същите. И тук стои основната задача, която учените решават от векове: търсенето на участници енергиен обмен и определяне на тяхната роля в процеса.

Основата на теоретичния апарат на термодинамиката е 3 закона. Предполага се, че тялото може да абсорбира енергия, увеличаване на вътрешната му (например, отопление) и / или поради вътрешната си енергия, за да върши работата за преодоляване на външни сили (например натискане на буталото). Като се започне от това, първият закон на термодинамиката се третира както следва: промяна във вътрешната енергия на тялото U е сумата от енергията Q абсорбирана от него и енергията на външните сили А. Математически това се изразява чрез безкрайни изменения, както следва:

dU = dQ + dA (1)

Всъщност, това е законът за опазване на енергията, можем да кажем, закона на битието.

Удобства термодинамични процеси обикновено се счита в модела, където работната среда се идеално газ, който може да бъде нагряван, и / или за извършване на това външните сили механична работа (компресия - разширяване) с помощта на буталото, и един от параметрите - P налягане, обем V и температура Т - е постоянна , Прилагането на първия закон на термодинамиката към изопроцесите дава възможност да се определят източниците на енергийни приемници за специфични условия.

Изохорният процес означава, че V = const. Последица от факта, че механична работа отсъства, т.е. обемът не се променя само поради промени в отоплението вътрешна енергия, и след това: dA = pdV = 0 и следователно dU = dQ и то може да се определи от отношението:

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

По този начин изоохричният процес се дължи на повишаването на температурата.

Изобаричният процес възприема p = const и това условие е изпълнено, ако работната среда изпълнява механична работа при нагряване, например придвижване на буталото. Ако редуваме изразите за топлинната енергия и уравнението на Менделеев-Клайперон, можем лесно да получим израз за изчисляване на механичното газовата експлоатация:

А = (т / М) * R * (Т2-Т1) (3)

R е газова константа и означава работа за увеличаване на обема на газа в количество от един мол, ако температурата се промени с една степен Келвин. Заключение: при изобарния процес газът се запълва с нагряващата енергия (2) и поглъща част от увеличената вътрешна енергия чрез разширяване (3).

Процесът, в който Т = const, в термодинамиката се нарича изотермичен. Нейната същност се крие във факта, че вътрешната енергия, получена от отоплението, е изцяло изразходвана за работа по преодоляване на външните сили. Първият закон на термодинамиката за izoprotsessov предполага, че за поддържане на постоянна телесна температура на вътрешната си енергия прави за разходите за извършване на механична работа, и зависи от промените в налягането. Изчислете тези енергийни разходи може да бъде от израза:

Q = А = (т / М) * R * T * (ln (p1 / p2)).