Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Термодинамической системы




Первый закон термодинамики для замкнутой

 

Первый закон термодинамики установлен экспериментально, то есть является обобщением опытных данных, которые получены путём наблюдений за различными термодинамическими процессами – равновесными и неравновесными. Например, таким процессом является расширение газа, рассмотренное в п. 7, где газ, заключённый между поршнями, рассматривается как замкнутая термодинамическая система.

Первый закон термодинамики можно сформулировать следующим образом.

Пусть замкнутая термодинамическая система находится в начальном состоянии равновесия 1. При этом параметры состояния системы и её внутренняя энергия имеют значения р 1, υ 1, Т 1 и U 1. Затем в системе происходит некоторый процесс, после чего система приходит в новее – конечное состояние равновесия 2, в котором параметры системы и её внутренняя энергия имеют значения р 2, υ 2, Т 2 и U 2. Изменение внутренней энергии системы, происходящее в результате такого процесса, равно разности между количеством энергии, подведённым к системе в форме теплоты, и количеством энергии, отведённым от неё в форме работы:

 

U 2U 1 = QL, (8.1)

 

где U 2U 1 – изменение энергии системы в результате процесса, Дж; Q – энергия, подводимая к системе в форме теплоты, Дж; L – энергия, отведённая от системы в форме работы, Дж.

Выражение (8.1) является аналитической формой записи первого закона термодинамики. По сути оно говорит о том, что изменение энергии системы во время процесса равно количеству энергии, которое система получает от окружающей среды. (Термин «получает» здесь следует понимать в алгебраическом смысле, т.е. и «получает», и «отдаёт»). Таким образом слагаемые в правой части (8.1) могут иметь как положительные, так и отрицательные значения.

Общее правило знаков для Q и L можно сформулировать следующим образом: если энергия подводится к системе, то в правую часть (8.1) она входит со знаком плюс, если отводится – со знаком минус.

Можно констатировать, что (8.1) является уравнение баланса внутренней энергии системы. Бытовым аналогом такого баланса можно считать «баланс кошелька», когда поступающие в кошелёк деньги учитываются со знаком плюс, а уходящие из кошелька – со знаком минус.

Для краткости изложения в дальнейшем будем иногда использовать традиционные термины теплота и работа, всегда помня, что речь идёт о передачи энергии по определенному механизму в ходе некоторого процесса.

Обычно в термодинамике выражение (8.1) записывают для удельных величин. Для этого обе части (8.1) разделим, например, на массу системы М, кг:

 

u 2u 1 = ql, (8.2)

 

где u 2u 1 – изменение удельной внутренней энергии системы, Дж/кг; q – удельная теплота процесса, Дж/кг; l – удельная работа процесса, Дж/кг.

 

Примечание:

1) В круг важнейших задач, которые призвана решить термодинамика, входит задача по определению значений q и l, входящих в (8.2), для различных, актуальных для практики процессов.

2) Уравнение (8.1) можно записать в виде:

Q = U 2U 1 + L. (8.1*)

 

Такую запись можно интерпретировать следующим образом: теплота, подведённая к системе, в общем случае расходуется на изменение её внутренней энергии и совершение механической работы. (Именно такой процесс рассматривается в разделе 7 в качестве примера).

 

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-20; Просмотров: 270; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.009 сек.