Первое начало термодинамики. Применение первого начала термодинамики к изопроцесам

Внутренняя энергия идеального одноатомного газа.

Внутренняя энергия идеального одноатомного газа прямо пропорциональна его абсолютнойтемпературе

.
Она не зависит от объема и других макроскопических параметров системы.

изменение внутренней энергии замкнутой системы равно сумме количества теплоты, переданной системе, и работы внешних сил, совершенной над системой. , где — изменение внутренней энергии, — количество теплноты, переданное системе, — работа внешних сил. Моли система сама совершает работу, то ее условно обозначают . Тогда закон сохранения энергии для тепловых процессов, который называется первым законом термодинамики, можно записать так: , т. е. количество теплоты, переданное системе, идет на совершение системой работы и изменение ее внутренней энергии.

При изобарном нагревании газ совершает работу над внешними силами , где и — начальный и конечный объемы газа.

Если процесс не является изобарным, величина работы может быть определена площадью фигуры ABCD, заключенной между линией, выражающей зависимость , и начальным и конечным объемами газа (рис. 13).

Рассмотрим применение первого закона термодинамики к изопроцессам, происходящим с идеальным газом.

В изотермическом процессе температура постоянная, следовательно, внутренняя энергия не меняется. Тогда уравнение первого закона термодинамики примет вид: , т. е. количество теплоты, переданное системе, идет на совершение работы при изотермическом расширении, именно поэтому температура не изменяется.

В изобарном процессе газ расширяется и количество теплоты, переданное газу, идет на увеличение его внутренней энергии и на совершение им работы: .

При изохорном процессе газ не меняет своего объема, следовательно, работа им не совершается, т. е. , и уравнение первого закона имеет вид , т.е. переданное количество теплоты идет на увеличение внутренней энергии газа.

Дата добавления: 2014-12-16