Первое начало термодинамики

Теплота.

Работа.

1ый способ передачи энергии называется работой. Работа - количество энергии, переданной или полученной системой путём изменения её внешних параметров. А = Дж

Существует принципиальное различие между этими способами. Работа может непосредственно пойти на увеличение любого вида энергии, а теплота непосредственно может пойти только на увеличение внутренней энергии.

Это приводит к тому, что при преобразовании работы в теплоту можно ограничиться 2 телами: 1е тело при изменении внешних параметров передаёт при тепловом контакте энергию без изменений внутренних параметров 2го тела. Любой двигатель работает по такой схеме.

Принято считать А>0, если она совершается системой над внешними телами, А<0 в противном случае.

2ой способ передачи энергии называется теплотой. Передача энергии в этом случае называется – количество теплоты.

Существует принципиальное различие между работой и теплотой. Работа может непосредственно пойти на увеличение любого вида энергии, а теплота непосредственно может пойти только на увеличение внутренней энергии.

При превращении теплоты в работу необходимо минимум 3 тела. 1е отдаёт энергию в виде теплоты, 2е получает энергию в виде теплоты, а отдаёт её в виде работы, 3е тело получает энергию в форме работы. Любой двигатель работает по такой схеме.

Количество теплоты считают Q > 0, если энергия передана системой без изменения внешних параметров, и Q < 0, если энергия отбирается от неё.

Элементарный процесс – процесс передачи энергии системой, связанный с бесконечно малым изменением его внутренних и внешних параметров.

Обобщение многочисленных опытных данных является закон сохранения энергии, записанный для элементарного процесса: δQ = dU + δA (1)

δQ – бесконечно малое количество подводимой теплоты;

dU – бесконечно малое изменение внутренней энергии;

δA – элементарная работа.

Изменение внутренней энергии системы равно сумме кол-ва теплоты полученной системой и совершённой над ней работы внешних сил.

Кол-во теплоты сообщённое системе расходуется на ув-е внутренней энергии и на совершение системой работы.

Закон сохранения (1) называется первым началом термодинамики.

При бесконечно малом изменении внешних параметров системы (а) работу совершает система.

δA = F * da (2), где F соответствующая параметру а сила.

δA = ∑ F_i * da_i (3)

a_i – внешний параметр;

F_i – сообщающая сила.

F = p, a = V.

δA = p*dV (4)

δQ = dU + p*dV (5)

Разница между d и δ? Знак d связан с полным дифференциалом. Внутренняя энергия системы является внутренним параметром, согласно общему началу термодинамики, является однозначной функцией её состояния и определяется T и Q_i поэтому dU – дифференциал полный.

Внутренняя энергия системы не зависит от траектории перехода и равна U₂ – U₁.

Работа – неполный дифференциал, зависит от формы траектории и равна площади под графиком. А=∫(1-2)pdV

Не существует функции φ, зависящей только от T₁ и T₂ с помощью которой записать работу, как разность значений в 2ой и 1ой точке. (φ(2) – φ(1))

Согласно (1) δQ = dU + δA поэтому δQ не является полным дифференциалом какой-либо функции параметра состояния системы a₁, a₂, …, a_n, T.

Дата добавления: 2015-04-24