föremål för studier av termodynamik är energi i alla dess former, och, viktigast av allt, överföringen av energi från en form till en annan.Historiskt termen sitt ursprung i början av forskning inom områdena energi, och då en förteckning över olika typer av energi var fortfarande små - mekanisk och termisk.Så kallade "termodynamik" speglar mest noggrant kärnan i ämnet - rörelsen (överföring) och omvandling av värme till mekaniskt arbete, och vice versa.Så småningom begreppen karakterisera termiska processer: smältvärme, värmekapacitet och slutligen, enheten för mätning av värme - kalori (1772 M.Vilke).Det kommer att ta en hel del tid och kommer att formuleras termodynamikens första lag, men varje steg var ett resultat av hårt arbete av många forskare.
Att studera termodynamikens lagar som vidtagits några konventioner hur man isolerar det undersökta objektet och ange egenskaper som skall undersökas.Provobjekten representeras av slutna system för ett stort antal partiklar.Om systemet kan bestämma gränserna för en viss volym, det kallas kroppen.Här och där fanns en viktig deltagare i den termodynamiska åtgärder: partikelsystem innesluten i en viss volym - ideal gas.I processen för energiomvandlingar förändrar termodynamiska systemet sitt tillstånd, och dessa förändringar beskrivs av en uppsättning begrepp - processparametrarna.Om parametrarna tar temperaturen T, volymen V och trycket P, de är tillräckliga för att beskriva någon termodynamisk process.Alla system körs endast för jämviktstillstånd.Inrättandet av jämvikt, exempelvis värme, - en värmeöverföringsprocess - kyler något och värmer något.Antalet "betald - fått", som termodynamikens första lag, kommer att vara densamma.Och här ligger det största problemet är att för århundraden forskare besluta Sök på energiutbytet och definitionen av deras roll i processen.
grund av den teoretiska apparaten i termodynamik är tre lag.Det antas att kroppen kan absorbera energi genom att öka dess inre (t ex vid upphettning) och / eller på bekostnad av dess inre energi för att utföra arbete för att övervinna yttre krafter (t.ex. trycka kolven).Baserat på detta är termodynamikens första lag behandlas på följande sätt: förändringen i inre energi i kroppen U är den mängd energi som de absorberade energin Q och yttre krafter A. Matematiskt är detta uttrycks genom de oändligt ändras enligt följande:
dU = dQ + dA (1)
I själva verket är det lagen om bevarande av energi, kan vi säga, livets lag.
Funktioner termodynamiska processer brukar anses i modellen, där arbetsmediet tar en ideal gas, som kan värmas upp och / eller ta över den mekaniskt arbete av yttre krafter (sammandragning - expansions) med hjälp av kolven, och en av parametrarna - tryck P, volym V, ellertemperaturen T - är konstant.Tillämpning av termodynamikens första lag att izoprotsessam att bestämma energikällor mottagare för särskilda villkor.
isokor process innebär att V = konst.Konsekvensen av det faktum att den mekaniska arbetet är frånvarande, eftersomvolymen ändras inte av värmen kan öka internt energi, och sedan: dA = PDV = 0, och därmed dU = dQ och bestämma dess möjligt från förhållandet:
dQ = (m / M) * CV * dT(2)
Således är isokor process på grund av ökad temperatur.
isobar process innebär p = konst, och detta villkor är uppfyllt om arbetsvätskan under uppvärmningen utför mekaniskt arbete, såsom förflyttning av kolven.Om du vänder dig till använda uttrycket för värmeenergiekvationen Mendeleev-Clapeyrons, kan du enkelt få ett uttryck för att beräkna den mekaniska driften av gas:
A = (m / M) * R * (T2 - T1) (3)
R - gaskonstantenoch organ arbeta för att öka volymen av gas i en mängd av en mol, om temperaturväxlingar i en grad Kelvin.Slutsats: processen för isobarisk gas fylla värmeenergi (2), och tillbringar en del av den ökade interna energin för expansion (3).
process där T = konst, i termodynamik kallas isotermisk.Dess väsen är att produceras av uppvärmning av den inre energi fullständigt förbrukas i driften av preodoleniiyu yttre krafter.Den första huvudsatsen för izoprotsessov föreslår att för att bibehålla en konstant kroppstemperatur på sin inre energi gör för kostnaden för att utföra mekaniskt arbete, och beror på trycket.Beräkna dessa energikostnader kan vara från uttrycket:
Q = A = (m / M) * R * T * (ln (P1 / P2)).
