obiectul de studiu al termodinamicii este energie în toate formele sale, și, cel mai important, transferul de energie de la o formă la alta.Punct de vedere istoric, termenul provine din primele zile ale cercetării în domeniul energiei, și în acel moment o listă a diferitelor tipuri de energie era încă mic - mecanică și termică.Așa-numitele "termodinamicii" reflectă cel mai fidel esența subiectului - circulația (transferul) și transformarea căldurii în lucru mecanic, și vice-versa.Treptat, conceptele de caracterizeaza procese termice: căldură de topire, capacitatea de căldură și, în cele din urmă, unitatea de măsură a căldurii - caloriei (1772 M.Vilke).Acesta va avea o mulțime de timp și vor fi formulate prima lege a termodinamicii, dar fiecare pas a fost un rezultat al munca grea de mulți cercetători.
Pentru a studia legile termodinamicii luate unor convenții cum să izoleze obiectul investigat și specificați proprietățile pentru a fi investigate.Obiectele de test sunt reprezentate prin sisteme închise ale unui număr mare de particule.În cazul în care sistemul poate determina limitele un anumit volum, este numit corpul.Aici și acolo a fost un participant major în acțiune termodinamică: sistemul de particule, închis într-un anumit volum - gaz ideal.În procesul de conversii de energie sistem termodinamic schimbă starea, iar aceste modificări sunt descrise de un set de concepte - parametrilor de proces.Dacă parametrii luați temperatura T, volumul V și presiunea P, ele sunt suficiente pentru a descrie orice proces termodinamic.Toate sistemele sunt exploatate numai pentru statele de echilibru.Stabilirea echilibrului, de exemplu, de căldură, - un proces de transfer de căldură - ceva răcește și încălzește ceva.Numărul de "plătit - a primit", ca prima lege a termodinamicii, va fi la fel.Și aici este problema principală este că pentru secole oamenii de stiinta decide: Caută pe bursa de energie și definirea rolului acestora în procesul.Bază
a aparatului teoretic al termodinamicii sunt 3 drept.Se presupune că organismul poate absorbi energie prin creșterea internă sa (de exemplu, când încălzirea) și / sau din contul de energie interne pentru a face munca pentru a depăși forțele externe (de exemplu, împingând pistonul).Bazat pe acest lucru, prima lege a termodinamicii este tratat după cum urmează: modificarea energiei interne a corpului U este cantitatea de energie pe care o absorbită Q energie și forțe externe A. Matematic, acest lucru este exprimat prin modificările infinitezimale, după cum urmează:
dU = dQ + dA (1)
De fapt, aceasta este legea de conservare a energiei, putem spune, o lege a vieții.
Caracteristici procesele termodinamice sunt de obicei luate în considerare în model, în cazul în care mediul de lucru are o gaz ideal, care poate fi încălzit și / sau să preia o lucrare mecanică a forțelor externe (contractie - extensie), cu ajutorul pistonului, și unul dintre parametrii - presiune P, volumul V, sautemperatura T - este constantă.Aplicarea prima lege a termodinamicii a izoprotsessam pentru a determina sursele de receptoare de energie pentru condițiile specifice.
proces izocoră înseamnă că V = const.Consecința faptului că lucrul mecanic este absent, deoarecevolumul nu este schimbat de căldura poate crește doar energia internă, și apoi: dA = PDV = 0, și, prin urmare, dU = dQ și de a determina posibile de la relația:
dQ = (m / M) * CV * dT(2)
Astfel, proces izocoră se datorează creșterii temperaturii.
proces izobarică implică p = const, iar această condiție este îndeplinită în cazul în care fluidul de lucru în timpul încălzirii efectuează lucru mecanic, cum ar fi mișcarea pistonului.Dacă te întorci să utilizați expresia pentru ecuația energiei termice Mendeleev-Clapeyron, puteți obține cu ușurință o expresie de calcul funcționarea mecanică a gazului:
A = (m / M) * R * (T2 - T1) (3)
R - constanta de gazși mijloace de lucru pentru a crește volumul de gaz într-o cantitate molară, în cazul în care schimbarea temperaturii de un grad Kelvin.Concluzie: procesul de gaz izobară umple încălzire energie (2), și își petrece o parte din creșterea energiei interne a expansiunii (3).Proces
în care T = const, în termodinamica se numește izotermă.Esența ei este cea produsă de încălzirea energia internă este consumat complet în funcționarea forțelor externe preodoleniiyu.Prima lege a termodinamicii pentru izoprotsessov sugerează că pentru a menține o temperatură constantă a corpului de energie intern face pentru costurile de efectuarea lucrărilor mecanice, și depinde de presiunea.Calculați aceste costuri de energie pot fi de la expresia:
Q = A = (m / M) * R * T * (ln (p1 / p2)).
