studijų dalykas termodinamikos yra energija visomis jo formomis, ir, svarbiausia, energijos perdavimas iš vienos formos į kitą.Istoriškai terminas kilęs iš pirmųjų dienų mokslinius tyrimus energetikos srityje, ir tuo metu įvairių energijos rūšių sąrašas buvo dar maži - mechaninis ir šiluminis.Vadinamoji "termodinamika" tiksliausiai atspindi dalyko esmę - judėjimas (perdavimo) ir pertvarkos šiluma paverčia mechaniniu darbu, ir atvirkščiai.Palaipsniui apibūdinti šiluminius procesus sąvokos: šilumos sintezės, šilumos talpa ir, galiausiai, matavimo šilumos mazgas - kalorijų (1772 M.Vilke).Tai užtruks daug laiko ir bus suformuluoti pirmąjį termodinamikos dėsnis, bet kiekvienas žingsnis buvo sunkaus darbo daug mokslininkų rezultatas.
Norėdami studijuoti termodinamikos dėsnius, kurių buvo imtasi tam tikrų konvencijų, kaip izoliuoti tiriamojo objekto ir nurodyti savybės turi būti ištirtas.Bandymo objektai yra atstovaujamos uždarų sistemų daugelio dalelių.Jei sistema gali nustatyti tam tikro kiekio ribas, ji yra vadinama kūno.Čia ir ten buvo pagrindinis dalyvis termodinaminės Veiksmas: dalelių sistema, uždengtas tam tikro tūrio - idealiųjų dujų.Energetikos konversijos procese termodinaminė sistema keičia savo būseną, ir šie pokyčiai yra aprašyti koncepcijų rinkinys - proceso parametrų.Jei parametrai imtis temperatūra T, tūris V ir slėgis p, jie yra pakankami aprašyti bet kokį termodinaminiam procesą.Visos sistemos yra eksploatuojamos tik pusiausvyros narėse.Iš pusiausvyros sukūrimas, pavyzdžiui, šilumos, - šilumos perdavimo procesas - kažkas vėsina ir šildo kažką.Iš "mokama - gautų" numeris, kaip pirmasis termodinamikos, bus tas pats.Ir čia slypi pagrindinė problema yra tai, kad šimtmečiais mokslininkai nusprendžia: Paieška energijos mainų ir jų vaidmenį šiame procese apibrėžimą.
pagrindas teorinio aparato termodinamikos yra 3 teisė.Manoma, kad kūnas gali absorbuoti energiją, padidinant jo vidaus (pvz kai šildymo) ir / arba bent jos vidaus energijos sąskaita atlikti darbą įveikti išorines jėgas (pavyzdžiui, stumiant stūmoklį).Atsižvelgiant į tai, pirmas termodinamikos dėsnis yra traktuojama taip: Į vidaus energijos kūno pokyčiai U energijos suma, kurią jie sugeria energija Q ir išorinių jėgų A. matematiškai, tai yra išreiškiama per infinitezimalinių pokyčių taip:
DU = DQ + DA (1)
Tiesą sakant, tai yra energijos tvermės dėsnis, mes galime pasakyti, gyvenimo dėsnis.
Įranga termodinaminės procesai yra paprastai laikoma modelyje, kur darbo terpės trunka idealus dujas, kuris gali būti kaitinamas ir / arba priimti per jį mechaninį darbą išorinių jėgų (susitraukimo - išsiplėtimo) su stūmoklio pagalba, ir vienas iš parametrų - slėgis p, tūrio V, arbatemperatūra, T - tai pastovus.Taikymas pirmą termodinamikos dėsnis, kad izoprotsessam nustatyti energijos imtuvų konkrečių sąlygų šaltinius.
izochorinis procesas reiškia, kad V = const.Dėl to, kad mechaninis darbas nėra, jis yra nuo pasekmėgarsumas nėra pakeistas šilumos gali padidinti tik vidaus energijos, o tada: da = PDV = 0, taigi ir dU = dQ ir nustatyti jos galima nuo santykių:
dQ = (m / m) * CV * dT(2)
Taigi, izochorinis procesas yra dėl to padidėja temperatūra.
izobarinis procesas apima p = const, ir ši sąlyga yra tenkinama, jei darbo skysčio šildymo metu atlieka mechaninį darbą, pavyzdžiui, stūmoklio judėjimas.Jei įjungsite naudoti šildymo energijos lygtį Mendelejevas Clapeyron išraišką, jūs galite lengvai gauti išraišką apskaičiuoti mechaninį veikimą dujos:
A = (m / m) * R * (T2 - T1) (3)
R - dujų pastovųir priemones dirbti, siekiant padidinti dujų tūris į vieną moliui sumą, jei temperatūra pasikeitimas vieną laipsnį Kelvin.Išvada: iš izobarės dujų procesas papildyti energijos šildymo (2), ir praleidžia dalį padidėjusio vidinio energijos plėtimosi (3).
procesas, kurio metu T = const, kad termodinamikos vadinamas izoterminis.Jo esmė yra ta, kad pagamintas vidaus energijos šildymui yra visiškai sunaudotos preodoleniiyu išorinių jėgų veikimą.Pirmasis termodinamikos dėsnis, skirtų izoprotsessov rodo, kad pastovus kūno temperatūra jos vidaus energijos sudaro už mechaniniams darbams savikaina, ir priklauso nuo slėgio.Apskaičiuokite šios energijos sąnaudos gali būti nuo išraiška:
Q = A = (m / m) * R * T * (ln (P1 / P2)).
