gjenstand for studier av termodynamikk er energi i alle sine former, og, viktigst, overføring av energi fra en form til en annen.Historisk begrepet oppsto i de tidlige dagene av forskning innen energi, og på den tiden en liste over forskjellige typer energi var fortsatt små - mekanisk og termisk.Såkalte "termodynamikk" reflekterer mest nøyaktig essensen av faget - bevegelsen (overføring) og konvertering av varme til mekanisk arbeid, og vice versa.Gradvis begrepene karakteriserer termiske prosesser: smeltevarme, varmekapasitet og, til slutt, måleenheten for varme - kalori (1772 M.Vilke).Det vil ta mye tid og vil bli formulert termodynamikkens første lov, men hvert trinn var et resultat av hardt arbeid av mange forskere.
å studere termodynamiske lover tatt noen konvensjoner hvordan å isolere den undersøkte objektet og angi egenskapene for å bli undersøkt.Testobjektene er representert ved lukkede systemer med et stort antall partikler.Hvis systemet kan bestemme grensene for et visst volum, det kalles kroppen.Her og der var en stor aktør i det termodynamiske aksjon: partikkel system, omsluttet av et visst volum - ideell gass.I prosessen av energikonverter forandrer termodynamisk system sin tilstand, og disse endringene er beskrevet ved et sett av konsepter - prosessparametrene.Dersom parametrene tar temperaturen T, volumet V og trykket P, er de tilstrekkelig å beskrive en hvilken som helst termodynamiske prosess.Alle systemer kjøres kun for likevektstilstander.Etablering av likevekt, for eksempel varme, - en varmeoverføringsprosessen - noe kjøler og varmer noe.Antallet "betalt - mottatt", som termodynamikkens første lov, vil være den samme.Og her ligger hovedproblemet er at for århundrer forskere bestemme: Søk på kraftbørsen og definisjonen av deres rolle i prosessen.
grunnlag av den teoretiske apparat termodynamikkens er tre lov.Det antas at kroppen kan absorbere energi ved å øke dets indre (for eksempel ved oppvarming) og / eller på bekostning av dens indre energi til å utføre arbeid for å overvinne ytre krefter (f.eks skyve stempelet).Basert på dette, er termodynamikkens første lov behandles som følger: endringen i indre energi i kroppen U er den mengden energi de absorberte energien Q og ytre krefter A. Matematisk er dette uttrykt gjennom ørlille endringene som følger:
dU = dQ + dA (1)
Faktisk er det loven om bevaring av energi, kan vi si, livets lov.
Egenskaper termodynamiske prosesser er vanligvis betraktet i modellen, hvor arbeidsmediet tar en ideell gass, som kan være oppvarmet og / eller ta over det mekaniske arbeidet av ytre krefter (sammentrekning - ekspansjon) ved hjelp av stemplet, og en av parametrene - trykk P, volum V, ellertemperaturen T - er konstant.Bruk av termodynamikkens første lov å izoprotsessam å bestemme kildene til energi-mottakere for spesifikke forhold.
isokoriske prosess betyr at V = konst.Konsekvensen av det faktum at det mekaniske arbeidet er fraværende, sidenvolumet endres ikke av varmen kan øke den eneste indre energi, og deretter: dA = PDV = 0, og dermed dU = dQ og bestemme dens mulig fra forholdet:
dQ = (m / M) * CV * dT(2)
Således er isokoriske prosess grunn av økning i temperaturen.
isobar prosess involverer p = konst, og denne betingelsen er oppfylt dersom arbeidsfluid under oppvarming utfører mekanisk arbeid, slik som bevegelse av stempelet.Hvis du slår til å bruke uttrykket for varmeenergien ligningen Mendelejev-Clapeyron, kan du lett få et uttrykk for beregning av mekanisk drift av gass:
A = (m / M) * R * (T2 - T1) (3)
R - gasskonstantenog midler arbeide for å øke volumet av gass i en mengde på ett mol, når temperaturendringen i en grad Kelvin.Konklusjon: prosessen med isobar gass fylle energi oppvarming (2), og bruker en del av det økte indre energi av utvidelsen (3).
prosess hvor T = konst, i termodynamikk kalles isotermisk.Dens vesen er det som produseres ved oppvarming av den indre energien er fullstendig forbrukes ved drift av preodoleniiyu ytre krefter.Den første termodynamiske loven for izoprotsessov antyder at for å opprettholde en konstant kroppstemperatur på sin indre energi gjør opp for kostnadene for å utføre mekanisk arbeid, og avhenger av trykket.Beregn disse energikostnader kan være fra uttrykket:
Q = A = (m / M) * R * T * (ln (p1 / p2)).
