Перший закон термодинаміки

Розглянемо термодинамічну систему (газ), яка переходить із одного стану, що характеризується параметрами (P₁, V₁, T₁), в інший (P₂, V₂, T₂): (1)®(2). Проаналізуємо цей перехід з енергетичної точки зору. У першому стані внутрішня енергія дорівнювала U₁, у другому – U₂. Зміна внутрішньої енергії дорівнює D U₁₂ =U₂ – U₁. Внутрішню енергію можна змінити двома способами: шляхом виконання роботи зовнішніми тілами над системою (газом) та шляхом теплопередавання, тобто надання теплоти від зовнішніх тіл до системи:

D U ₁₂ = .

Урахувавши, що робота, яка виконується газом проти зовнішніх сил, дорівнює роботі, що виконується зовнішніми силами, з протилежним знаком, тобто , отримаємо:

.

Це рівняння – математичний вираз першого закону термодинаміки: теплота, яка передається системі (газу), витрачається на збільшення її внутрішньої енергії та на виконання системою роботи проти зовнішніх сил. Перший закон термодинаміки є наслідком закону збереження енергії.

При переході системи із одного стану в інший (P₁, V₁, T₁)®(P₂, V₂, T₂) зміну внутрішньої енергії можна знайти як . Дуже важливим є випадок, коли система – це періодично діюча машина (тепловий двигун), у якій робоче тіло (газ) унаслідок деякого процесу повертається у початковий стан: (P₁, V₁, T₁)Û(P₂, V₂, T₂). У цьому разі D U (1®2®1) = 0 і робота, що виконується за один цикл, дорівнює підведеній теплоті .

Дата добавления: 2015-05-23