قانون اول ترمودینامیک - آن را از آغاز همه چیز است

موضوع مطالعه ترمودینامیک انرژی در تمام اشکال آن و مهمتر از همه، انتقال انرژی از یک شکل به شکل دیگر است. این اتفاق می افتد که این اصطلاح در روزهای اولیه از تحقیق در زمینه تحقیقات انرژی نشات گرفته، و در آن زمان یک لیست از مختلف انواع انرژی هنوز هم کوچک بود - مکانیکی و حرارتی. جنبش (انتقال)، و تبدیل گرما به کار مکانیکی و بالعکس - از این رو، به نام "ترمودینامیک" دقت جوهر جسم را منعکس کند. به تدریج مفاهیم توصیف فرآیندهای حرارتی: گرمای همجوشی، ظرفیت گرمایی، و، در نهایت، مقدار واحد گرما - کالری (1772 M.Vilke). این زمان می برد و خواهد شد فرموله قانون اول ترمودینامیک، اما هر حرکت ناشی از کار سخت بسیاری از محققان بود.

به منظور مطالعه قوانین ترمودینامیک برخی از کنوانسیون به تصویب رسید، اجازه می دهد که مطالعه برجسته شی و تعیین مشخصات آن را مطالعه کرد. اشیاء از مطالعه توسط سیستم های بسته از تعداد زیادی از ذرات ارائه شده است. اگر سیستم می توانید از مرزهای یک حجم خاص تعیین، آن است که بدن به نام. در اینجا بود و یکی از شرکت کنندگان اصلی در عمل ترمودینامیکی وجود دارد: سیستم ذرات موجود در یک حجم خاص - گاز ایده آل است. در این روند از تبدیل انرژی سیستم ترمودینامیکی تغییر وضعیت خود را، و این تغییرات به وسیله مجموعه ای از مفاهیم توصیف - پارامترهای فرایند. اگر پارامترهای گرفتن T دما، حجم V و فشار P، کافی است به آنها هر گونه فرایند ترمودینامیکی توصیف می کنند. همه سیستم ها تنها برای ایالات تعادل در نظر گرفته. ایجاد تعادل، برای مثال، گرما، - یک فرایند انتقال حرارت - چیزی سرد و چیزی گرم. در این مورد، تعداد "پرداخت می شود - دریافت"، به عنوان قانون اول ترمودینامیک، همان خواهد شد. و در اینجا نهفته است مشکل اصلی این است که برای قرن ها، دانشمندان تصمیم بگیرید: شرکت کنندگان جستجو از سوخت و ساز انرژی و به منظور تعیین نقش آنها در این فرآیند است.

اساس تئوری دستگاه ترمودینامیک 3 قانون هستند. فرض بر این است که بدن می تواند انرژی را جذب، افزایش داخلی (به عنوان مثال، حرارت) و / یا به دلیل به انرژی درونی خود را به انجام کار برای غلبه بر نیروهای خارجی (به عنوان مثال، هل دادن پیستون). : بر این اساس، قانون اول ترمودینامیک به شرح زیر است درمان تغییر در انرژی داخلی U از بدن است که مجموع انرژی جذب Q انرژی و نیروهای خارجی A. ریاضی، این است که از طریق تغییرات بینهایت کوچک به شرح زیر بیان می شود:

در dU = DQ + دا (1)

در واقع، آن است که قانون حفاظت از انرژی، می توان گفت، این قانون زندگی است.

ویژگی فرآیندهای ترمودینامیکی معمولا در مدل، که در آن سیال را یک گاز ایده آل، که می تواند گرم و / یا انجام بر روی آن کار مکانیکی توسط نیروهای خارجی (انقباض - انبساط) در نظر گرفته شده با استفاده از پیستون و یکی از پارامترهای - P فشار، حجم، V و دمای T - ثابت است. استفاده از قانون اول ترمودینامیک به izoprotsessam برای تعیین منابع انرژی برای دریافت شرایط خاص.

فرآیند همحجم بدان معنی است که V = توایع. با توجه به این واقعیت است که کار مکانیکی در دسترس نیست، زیرا حجم آن با حرارت تنها می تواند افزایش تغییر نمی انرژی داخلی، و پس از آن: DA = PDV = 0، و از این رو در dU = DQ و می تواند از رابطه تعیین:

DQ = (M / M) * * CV DT (2)

بنابراین، فرایند همحجم است به دلیل افزایش درجه حرارت.

فرآیند همفشار شامل P = توایع، و این وضعیت راضی است اگر سیال هنگامی که حرارت داده انجام کار مکانیکی، برای مثال، حرکت پیستون. اگر شما به نوبه خود به اعمال عبارت به انرژی گرمایی، و معادله مندلیف-کلاپیرون، به راحتی می توانید یک عبارت را برای محاسبه مکانیکی به دست آوردن بهره برداری از گاز :

A = (M / M) * R * (T2 - T1) (3)

R - گاز ثابت، و به معنی کار برای افزایش حجم گاز در یک مقدار از یک خط و خال، اگر تغییر درجه حرارت در هر درجه کلوین. نتیجه گیری: تحت گاز فرآیند هم فشار دوباره پر کردن گرمایش (2) و مصرف بخشی از انرژی داخلی افزایش یافته است با گسترش (3).

فرآیندی که در آن T = توایع، در ترمودینامیک به نام همدما. اصل آن است که با حرارت دادن از انرژی داخلی به طور کامل در کار نیروهای خارجی preodoleniiyu مصرف می شود. قانون اول ترمودینامیک برای izoprotsessov نشان می دهد که برای حفظ درجه حرارت بدن ثابتی از انرژی داخلی خود می سازد تا برای هزینه انجام کار مکانیکی، و بستگی به تغییرات فشار است. محاسبه هزینه های انرژی می تواند از بیان شود:

Q = A = (M / M) * R * T * (LN (P1 / P2)).