onderwerp van studie van de thermodynamica is energie in al zijn vormen, en, belangrijker nog, de overdracht van energie van de ene vorm naar de andere.Historisch gezien is de term ontstond in de vroege dagen van onderzoek op het gebied van energie, en op dat moment een lijst van verschillende soorten energie nog klein - mechanische en thermische.Zogenaamde "thermodynamica" het meest nauwkeurig weerspiegelt de essentie van het onderwerp - de beweging (transfer) en de omzetting van warmte in arbeid, en vice versa.Geleidelijk aan de concepten van het karakteriseren van thermische processen: smeltwarmte, warmtecapaciteit en, ten slotte, de meeteenheid van warmte - calorie (1772 M.Vilke).Het zal veel tijd in beslag nemen en zal worden geformuleerd eerste wet van de thermodynamica, maar elke stap was een resultaat van hard werk van vele onderzoekers.
Om de wetten van de thermodynamica een aantal conventies die onderzoeken hoe de onderzochte object isoleren en geef de eigenschappen worden onderzocht.De test objecten worden weergegeven door gesloten systemen van een groot aantal deeltjes.Als het systeem de grenzen van een bepaald volume kan bepalen, heet het lichaam.Hier en daar was een belangrijke deelnemer in de thermodynamische actie: particle systeem, ingesloten in een bepaald volume - ideaal gas.In het proces van energieomzettingen thermodynamisch systeem verandert de toestand en deze wijzigingen worden beschreven door een aantal concepten - de procesparameters.Als de parameters neemt de temperatuur T, het volume V en de druk P, deze toereikend om een thermodynamisch proces te beschrijven.Alle systemen worden alleen draaien evenwicht staten.De oprichting van het evenwicht, bijvoorbeeld, warmte, - een warmte-overdracht proces - iets koelt en verwarmt iets.Het aantal "betaalde - ontvangen", als de eerste wet van de thermodynamica, zal hetzelfde zijn.En hier ligt het grootste probleem is dat eeuwenlang wetenschappers beslissen: Zoeken op de energie-uitwisseling en de definitie van hun rol in het proces.
basis van de theoretische inrichting van thermodynamica 3 recht.Aangenomen wordt dat het lichaam energie kan absorberen door meer interne (bijvoorbeeld bij verwarming) en / of ten koste van de interne energie werk (bijvoorbeeld het indrukken van de zuiger) alsnog externe krachten te overwinnen.Op basis hiervan is de eerste wet van de thermodynamica als volgt behandeld:
dU = dQ + dA (1)
: de verandering in interne energie van het lichaam U is de hoeveelheid energie die ze geabsorbeerde energie Q en externe krachten A. Mathematisch wordt dit als volgt uitgedrukt door de infinitesimale veranderingIn feite is de wet van behoud van energie, kunnen we zeggen, de wet van het leven.
Kenmerken thermodynamische processen worden gewoonlijk beschouwd in het model, waarbij het werkmedium neemt een ideaal gas, te verwarmen en / of te overheen mechanische werkzaamheden van externe krachten (krimp - uitzetting) met behulp van de zuiger, en een van de parameters - druk P, volume V, ofde temperatuur T - constant is.Toepassing van de eerste wet van de thermodynamica te izoprotsessam om de bronnen van energie-ontvangers voor specifieke voorwaarden te bepalen.
isochoor proces betekent dat V = const.Het gevolg van het feit dat de mechanische arbeid afwezig omdatHet volume is niet veranderd door de hitte kan de enige interne energie te verhogen, en dan: dA = pdV = 0, en dus dU = dQ en bepalen de mogelijke uit de relatie:
dQ = (m / M) * CV * dT(2)
Zo isochoor proces is het gevolg van stijging van de temperatuur.
isobaar proces impliceert p = const, en deze voorwaarde is voldaan indien de werkende vloeistof tijdens het verwarmen voert mechanische werkzaamheden, zoals de beweging van de zuiger.Als u zich wenden tot de uitdrukking voor de warmte-energie vergelijking Mendelejev-Clapeyron gebruiken, kunt u eenvoudig een uitdrukking krijgen voor de berekening van de mechanische werking van het gas:
A = (m / M) * R * (T2 - T1) (3)
R - het gas constanten middelen werken om de hoeveelheid gas in een hoeveelheid van één mol verhogen, indien de temperatuurverandering van één graad Kelvin.Conclusie: het proces van isobare gas vullen verwarmingsenergie (2), en brengt een deel van de toegenomen interne energie van de uitzetting (3).
werkwijze waarbij T = const, in thermodynamica isothermische genoemd.De essentie is dat door het verwarmen van het inwendige energie bij de werking van preodoleniiyu uitwendige krachten volledig verbruikt.De eerste wet van de thermodynamica van izoprotsessov suggereert dat voor een constante lichaamstemperatuur van de interne energie maakt de kosten van het uitvoeren van mechanische arbeid, en afhankelijk van de druk.Bereken deze energiekosten kan worden van meningsuiting:
Q = A = (m / M) * R * T * (ln (P1 / P2)).
