של מחקר של תרמודינמיקה הוא אנרגיה בכל צורותיה, והכי חשוב, העברת אנרגיה מטופס אחד למשנהו.מבחינה הסטורית, המונח שמקורו בימיו הראשונים של מחקר בתחום האנרגיה, ושבזמן רשימת סוגים שונים של אנרגיה של הייתה עדיין קטנה - מכאנית ותרמית.אז "תרמודינמיקה" נקראת ביותר משקפת במדויק את מהותו של הנושא - התנועה (העברה) והמרת חום לעבודה מכאנית, ולהיפך.בהדרגה את המושגים של אפיון תהליכים תרמיים: חום של היתוך, קיבולת חום, ולבסוף, יחידת מדידה של חום - הקלוריות (1772 M.Vilke).זה ייקח הרבה זמן ויגובש החוק הראשון של תרמודינמיקה, אבל כל צעד היה תוצאה של עבודה קשה של חוקרים רבים.
כדי ללמוד את חוקי תרמודינמיקה לקחו כמה מוסכמות איך לבודד את האובייקט הנחקר ולהגדיר את המאפיינים להיחקר.אובייקטי המבחן מיוצגים על ידי מערכות סגורות של מספר גדול של חלקיקים.אם המערכת יכולה לקבוע את הגבולות של נפח מסוים, זה נקרא הגוף.פה ושם היה משתתף מרכזי בפעולה תרמודינמיים: מערכת החלקיקים, סגור בנפח מסוים - גז אידיאלי.בתהליך של המרות אנרגיית מערכת התרמודינמית משנה מצבו, ושינויים אלה מתוארים על ידי קבוצה של מושגים - הפרמטרים התהליך.אם הפרמטרים לקחת T הטמפרטורה, V הנפח וP לחץ, הם מספיקים כדי לתאר את כל תהליך התרמודינמי.כל המערכות מנוהלות רק למדינות שיווי משקל.הקמת שיווי המשקל, למשל, חום, - תהליך העברת חום - משהו מתקרר ומתחמם משהו.מספר "שילם - קיבל", כפי שהחוק הראשון של תרמודינמיקה, יהיה זהה.וכאן טמון הבעיה העיקרית היא שמדעני מאות להחליט: חיפוש על חילופי האנרגיה והגדרת התפקיד שלהם בתהליך.בסיס
של המנגנון התיאורטי של תרמודינמיקה הוא חוק 3.הנחה היא כי הגוף יכול לספוג אנרגיה על ידי הגדלת הפנימית (למשל, כאשר חימום) שלה ו / או על חשבון האנרגיה הפנימית שלה לעשות את העבודה כדי להתגבר על כוחות חיצוניים (למשל, דוחף את הבוכנה).על בסיס זה, הוא טיפל החוק הראשון של תרמודינמיקה כדלקמן: השינוי באנרגיה הפנימית של הגוף U הוא כמות האנרגיה שהם נספגים Q האנרגיה וכוחות חיצוניים א מבחינה מתמטית, זה בא לידי ביטוי בשינויים זעירים כדלקמן:
du = DQ + dA (1)
למעשה, זה חוק שימור האנרגיה, אנו יכולים לומר, החוק של חיים.
תכונות תהליכים תרמודינמיים נחשבים בדרך כלל במודל, שבו המדיום עובד לוקח גז אידיאלי, אשר יכול להיות מחומם ו / או להשתלט עליו עבודה מכאנית של כוחות חיצוניים (התכווצות - הרחבה) בעזרת הבוכנה, ואחד הפרמטרים - לחץ P, V נפח, אוT הטמפרטורה - הוא קבוע.יישום של החוק הראשון של תרמודינמיקה לizoprotsessam כדי לקבוע את מקורות אנרגיה למקלטי תנאים מסוימים.
תהליך isochoric אומר שV = const.התוצאה של העובדה שהעבודה המכנית נעדר, מאזהנפח לא השתנה על ידי החום יכול להגדיל את האנרגיה הפנימית בלבד, ולאחר מכן: DA = PDV = 0, ולכן du = DQ ולקובעה האפשריים ממערכת היחסים:
DQ = (M / M) * קורות חיים * dT(2)
כך, תהליך isochoric בשל העלייה בטמפרטורה.תהליך isobaric
כרוך p = const, ומצב זה הוא מרוצה אם הנוזל עובד במהלך החימום מבצע עבודה מכאנית, כגון התנועה של הבוכנה.אם אתה פונה לשימוש בביטוי למשוואת אנרגיית חימום מנדלייב-Clapeyron, אתה יכול בקלות לקבל ביטוי לחישוב הפעולה המכנית של הגז:
= (M / M) * (T2 - T1) R * (3)
R - קבוע הגזואמצעים לעבוד כדי להגדיל את נפחו של גז בכמות של חפרפרת אחת, אם שינוי הטמפרטורה של מעלה אחת קלווין.מסקנה: התהליך של גז isobaric לחדש חימום אנרגיה (2), ומבלה חלק מהאנרגיה הפנימית המוגברת של ההרחבה (3).תהליך
בי T = const, בתרמודינמיקה נקרא בידוד תרמי.מהותו היא שמיוצר על ידי החימום של האנרגיה הפנימית הוא נצרך לחלוטין בפעולה של כוחות חיצוניים preodoleniiyu.החוק הראשון של תרמודינמיקה לizoprotsessov מצביע על כך שכדי לשמור על טמפרטורת גוף קבועה של האנרגיה הפנימית שלה מפצה על עלות ביצוע עבודה מכאנית, ותלוי בלחץ.לחשב את עלויות אנרגיה אלה יכולים להיות מביטוי:
ש = = (M / M) * * T * R (LN (P1 / P2)).
