Энергия не исчезает и не возникает вновь, она лишь переходит в различных физических (химических) процессах из одного вида в другой

Опыт показывает, что подвод теплоты Q к какому-либо телу (так же, как и отвод теплоты) обычно связан с изменением температуры тела Т и его объема V.

Изменение температуры обусловлено изменением энергии движения молекул вещества. Этот вид энергии называется внутренней энергией, понимая под ней сумму кинетической и потенциальной энергий атомов и молекул тела. В общем случае внутренняя энергия тела складывается из кинетической энергии поступательного, вращательного и колебательного движения молекул, потенциальной энергии сил сцепления (отталкивания) между молекулами, внутримолекулярной, внутриатомной и внутриядерной энергии.

Если количество внутренней энергии рабочего тела до начала подвода теплоты к этому телу обозначить чрез U₁ а количество внутренней энергии этого же тела после окончания подвода теплоты – через U₂ , то результатом процесса будет изменение внутренней энергии:

∆U = U₂– U₂ .

Для определения разности ∆U нет необходимости знать, по какому закону происходит подвод теплоты к телу. Поэтому внутренняя энергия тела может быть отнесена к группе параметров состояния.

Изменение объема тела при нагревании (или охлаждении) связано с работой, которую производят возникающие в этом процессе силы, проявляющиеся в форме давления на поверхность тела. Работа этих сил в процессе подвода теплоты Q называется внешней работой L. Отсюда следует, что затрата теплоты Q при изменении температуры и объема тела связана с изменением внутренней энергии ∆U и совершением вешней работы L, и следовательно, в соответствии с законом сохранения энергии

Q = ∆U+ L.

Полученное соотношение обычно называют аналитическим выражением первого закона термодинамики. Это выражение устанавливает, что в данном термодинамическом процессе теплота расходуется в двух направлениях: на изменение внутренней энергии и на совершение внешней работы.

Работа расширения (сжатия) неподвижного тела проявляется в изменении объема тела под действием давления. Работа расширения как функция давления и объема графически изображается в координатах р,ν

Подводимое тепло может совершать так называемую работу проталкивания. Если теплота сообщается движущемуся в пространстве телу, например потоку газа или пара, текущему по каналу произвольной формы, то получаемая при этом внешняя работа. кроме работы расширения, включает еще работу проталкивания. По аналогии с работой расширения можно получить. Что тепло, подводимое к движущемуся газу или пару

d q = d u+ d l _пр + d l _кин

Полученное уравнение является аналитическим выражением первого закона термодинамики для потока газа.

Изменение кинетической энергии потока называют его технической работой

Дата добавления: 2014-01-11