Закон сохранения энергии при тепловых процессах. Первое начало термодинамики

Работа при изотермическом процессе

Изотермический процесс протекает при . Для одного моля газа уравнение состояния имеет вид , следовательно, . Согласно этому, выражение для работы принимает вид:

,

или

.

Если тело не получает извне никакой энергии, то работа при расширении производится за счет внутренней энергии, которую будем обозначать . Эта внутренняя энергия состоит из кинетической энергии молекул газа и потенциальной энергии их взаимодействия между собой. В случае идеального газа остается только кинетическая энергия молекул.

Если тело получает извне энергию , то эта энергия идет на увеличение внутренней энергии и, если происходит увеличение объема, на совершение работы.

.

Ясно, что если мы будем отбирать от тела энергию , то будет происходить изменение , причем, может быть положительной величиной, если газ совершает работу и отрицательной, в случае, если работа совершается над газом. Представленное выше уравнение называется первым началом термодинамики и является фактически законом сохранения энергии при тепловых процессах.

Из первого начала термодинамики следует невозможность создания вечного двигателя первого рода, т.е. двигателя, который бы работал вечно за счет расходования своей внутренней энергии. Ясно, что такой двигатель будет работать только до тех пор, пока не будет полностью израсходована внутренняя энергия.

Единицей измерения количества тепла является калория. 1 калория = 4,18 Дж.

Дата добавления: 2014-01-05