Невозможен вечный двигатель первого рода (двигатель, совершающий работу без затраты энергии)

Полная энергия изолированной системы постоянна;

Энергия неуничтожаема и несотворяема; она может только переходить из одной формы в другую в эквивалентных соотношениях;

Элементарную работу dW обычно записывают в виде двух слагаемых:

dW = dW¢ + pdV (2)

где dW¢ - элементарная полезная работа,

pdV - элементарная работа расширения, она относится к случаю, когда система сама совершает работу против внешнего давления.

Если система совершает работу только против внешнего давления, тогда d W ¢ = 0 и d W = pdV. В дальнейшем будем рассматривать именно такие системы.

В общем случае выражение первого закона термодинамики в дифференциальной форме можно записать как:

dQ = dU + pdV (3)

Интегральная форма записи первого закона термодинамики имеет вид:

Q = DU + W или (4)

DU = Q – W (5)

При р = const:

Q = DU + pDV (6)

Рассмотрим приложение первого начала термодинамики для определения работы расширения, причем будем рассматривать простейший случай – работу расширения идеального газа:

– Изохорный процесс

Поскольку работа расширения равна произведению давления на изменения объема (ΔV = 0) получаем:

(7)

∆U = Q_v (8)

Таким образом, тепловой эффект изохорного процесса равен изменению внутренней энергии системы.

– Изотермический процесс

С учетом уравнения состояния идеального газа получаем:

(9)

Внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры, поэтому ∆U = 0 и для теплового эффекта имеем

(10)

– Изобарный процесс

(11)

Дата добавления: 2014-11-16