Gegenstand der Studie der Thermodynamik Energie in all ihren Formen, und vor allem die Übertragung von Energie von einer Form in eine andere.Historisch gesehen entstand der Begriff in den frühen Tagen der Forschung auf dem Gebiet der Energie, und zu dieser Zeit eine Liste der verschiedenen Arten von Energie war immer noch klein - mechanische und thermische.So genannte "Thermodynamik" am besten reflektiert das Wesen des Gegenstandes - die Bewegung (Transfer) und Umwandlung von Wärme in mechanische Arbeit, und umgekehrt.Allmählich werden die Konzepte der Charakterisierung thermische Prozesse: Schmelzwärme, Wärmekapazität und schließlich die Maßeinheit von Wärme - Kalorien (1772 M.Vilke).Es wird viel Zeit in Anspruch nehmen und werden formuliert werden erste Hauptsatz der Thermodynamik, aber jeder Schritt war ein Ergebnis der harten Arbeit vieler Forscher.
Um die Gesetze der Thermodynamik gemacht einige Konventionen untersuchen, wie die untersuchten Objekt zu isolieren, und geben Sie die Eigenschaften untersucht werden.Die Prüflinge werden durch geschlossene Systeme aus einer großen Anzahl von Teilchen repräsentiert.Wenn das System die Grenzen eines bestimmten Volumens zu bestimmen, wird es als der Körper.Hier und da war ein bedeutender Anbieter auf dem thermodynamischen Aktion: Partikelsystem, in einem bestimmten Volumen eingeschlossen - ideales Gas.In den Prozess der Energieumwandlungen ändert thermodynamisches System seinen Zustand, und diese Veränderungen werden von einer Reihe von Konzepten beschrieben - die Prozessparameter.Wenn die Parameter nehmen die Temperatur T, des Volumens V und der Druck P, sind sie ausreichend, um beliebige thermodynamischen Prozesses beschreiben.Alle Systeme sind nur für den Gleichgewichtszuständen führen.Die Gleichgewichtseinstellung zum Beispiel Hitze, - ein Wärmeübertragungsprozess - etwas, kühlt und heizt so etwas.Die Anzahl der "bezahlt - erhalten", wie der erste Hauptsatz der Thermodynamik, wird die gleiche sein.Und hier liegt das Hauptproblem ist, dass seit Jahrhunderten Wissenschaftler entscheiden: Suchen auf der Strombörse und die Definition ihrer Rolle im Prozess.
Grundlage der theoretischen Apparat der Thermodynamik gibt 3 Recht.Es wird angenommen, dass der Körper Energie durch eine Erhöhung der internen (zB beim Erhitzen) absorbieren und / oder zu Lasten seiner inneren Energie, Arbeit zu verrichten, um äußere Kräfte zu überwinden (zum Beispiel Drücken des Kolbens).Auf dieser Basis wird der erste Hauptsatz der Thermodynamik wie folgt behandelt:
dU = dQ + dA (1)
: die Änderung der inneren Energie des Körpers U ist die Menge an Energie, die sie Energie Q und externe Kräfte A. Mathematisch absorbiert wird, wird dies durch die infinitesimale Änderungen wie folgt ausgedrücktIn der Tat ist es das Gesetz der Erhaltung der Energie, können wir sagen, das Gesetz des Lebens.
Eigenschaften thermodynamischen Vorgänge sind in der Regel in dem Modell, in dem das Arbeitsmedium erfolgt ein ideales Gas, das erwärmt werden und / oder über es, mechanische Arbeit der äußeren Kräfte (Kontraktion - Expansion) kann als mit Hilfe des Kolbens und einer der Parameter - Druck P, Volumen V, oderdie Temperatur T - konstant ist.Anwendung des ersten Hauptsatz der Thermodynamik zu izoprotsessam, um die Energiequellen-Empfänger für die spezifischen Bedingungen zu bestimmen.
isochoren Prozess bedeutet, dass V = konst.Die Folge der Tatsache, dass die mechanische Arbeit entfällt, dadie Lautstärke nicht durch die Hitze verändert die nur interne Energie zu erhöhen, und dann: da = pdV = 0, und daher dU = dQ und bestimmen aus dem Verhältnis seiner möglichen:
dQ = (m / M) * CV * dT(2)
Somit ist isochore Prozess aufgrund der Temperatur zu erhöhen.
isobare Verfahren beinhaltet p = const und diese Bedingung ist erfüllt, wenn das Arbeitsfluid während der Erwärmung führt mechanische Arbeit, wie die Bewegung des Kolbens.Wenn Sie das Gerät, um den Ausdruck für die Heizung Energiegleichung Mendelejew-Clapeyron verwenden, können Sie einfach einen Ausdruck zu erhalten, für die Berechnung der mechanischen Betrieb der Gas:
A = (m / M) * R * (T2 - T1) (3)
R - die Gaskonstanteund Mittel zusammenarbeiten, um das Volumen von Gas in einer Menge von einem Mol zu erhöhen, wenn die Temperaturänderung von einem Grad Kelvin.Fazit: der Prozess der isobaren Gas aufzufüllen Energieheizung (2), und verbringt ein Teil der erhöhten inneren Energie der Expansion (3).
Prozess, bei dem T = konst, in der Thermodynamik heißt isothermen.Sein Wesen besteht darin, dass durch die Erhitzung der inneren Energie erzeugt wird, vollständig im Betrieb preodoleniiyu äußere Kräfte verbraucht.Der erste Hauptsatz der Thermodynamik für izoprotsessov schlägt vor, dass zur Aufrechterhaltung einer konstanten Körpertemperatur der inneren Energie macht sich für die Kosten für die Durchführung mechanischer Arbeiten und hängt von dem Druck.Berechnen Sie diese Energiekosten können vom Ausdruck sein:
Q = A = (m / M) * R * T * (ln (P1 / P2)).
