L-ewwel liġi ta 'termodinamiċità - huwa l-bidu ta' l-affarijiet kollha

Is-suġġett tal-istudju ta 'termodinamiċità hija l-enerġija fil-forom kollha tagħha u, aktar importanti, it-transizzjonijiet enerġija minn forma waħda għall-ieħor. Hija hekk jiġri li t-terminu oriġinaw fil-jiem bikrija ta 'riċerka fil-qasam tar-riċerka fl-enerġija, u dak iż-żmien lista ta' differenti tipi ta 'enerġija kien għadu żgħir - mekkaniku u termali. Għalhekk, l-isem "Thermodynamics" jirriflettu l-aktar preċiż l-essenza tal-oġġett - il-moviment (trasferiment), u l-konverżjoni sħana fix-xogħol mekkaniku u viċi versa. Gradwalment l-kunċetti ta 'jikkaratterizzaw proċessi termali: sħana tal-fużjoni, kapaċità tas-sħana, u, finalment, l-ammont tal-unità ta' sħana - kaloriji (1772 M.Vilke). Huwa se jieħu żmien u se jiġu fformulati l-ewwel liġi ta 'termodinamiċità, iżda kull mossa kienet ir-riżultat ta' xogħol iebes ta 'ħafna riċerkaturi.

Biex tistudja l- liġijiet ta 'termodinamiċità huma xi konvenzjonijiet adottati, jippermettu l-istudju jenfasizzaw l-oġġett u jispeċifikaw proprjetajiet tiegħu li jiġu studjati. Oġġetti ta 'studju huma rappreżentati minn sistemi magħluqa ta' numru kbir ta 'partiċelli. Jekk is-sistema tista 'tiddetermina l-limiti ta' ċertu volum, huwa msejjaħ il-ġisem. Hawn u kien hemm parteċipant ewlieni fl-azzjoni termodinamika: is-sistema ta 'partiċelli li tinsab ċertu volum - gass ideali. Fil-proċess ta 'trasformazzjoni enerġija sistema termodinamika bidliet istat tiegħu, u dawn il-bidliet huma deskritti minn sett ta' kunċetti - il-parametri tal-proċess. Jekk il-parametri tieħu t-temperatura T, il-volum V u pressjoni P, huwa biżżejjed li jiddeskrivu lilhom kwalunkwe proċess termodinamika. Is-sistemi kollha huma kkunsidrati biss għall-istati ekwilibriju. L-istabbiliment ta 'ekwilibriju, per eżempju, sħana, - proċess ta' trasferiment tas-sħana - xi ħaġa jibred u qlub xi ħaġa. F'dan il-każ, in-numru ta ' "mħallsa - riċevuti", bħala l-ewwel liġi ta' termodinamiċità, se jkun l-istess. U hawnhekk tinsab il-problema prinċipali hija li għal sekli sħaħ, xjentisti tiddeċiedi: parteċipanti Fittex tal-metaboliżmu enerġija u biex jiddeterminaw r-rwol tagħhom fil-proċess.

Il-bażi tat-teorija ta 'apparat termodinamiċità huma 3-liġi. Huwa preżunt li l-korp jista 'jassorbi l-enerġija, tiżdied ġewwa tagħha (eż, tisħin) u / jew minħabba intern tal-enerġija tagħha biex jagħmlu xogħol biex jingħelbu forzi esterni (eż, timbotta l-planġer). Għaldaqstant, l-ewwel liġi ta 'termodinamiċità jiġi ttrattat kif ġej: il-bidla fl-enerġija interna U tal-ġisem hija s-somma ta' l-enerġija assorbita Q-enerġija tagħhom u l-forzi esterni A. Matematikament, dan huwa espress permezz tal-bidliet infiniteżmali kif ġej:

Du = dQ + dA (1)

Fil-fatt, hija l-liġi ta 'konservazzjoni ta' enerġija, nistgħu ngħidu, il-liġi tal-ħajja.

Properties proċessi termodinamiċi huma normalment ikkunsidrati fil-mudell, fejn il-mezz jaħdem jieħu l-gass perfetta li jista 'jkun imsaħħna u / jew biex iwettqu fuqha l-forzi esterni xogħol mekkaniku (kompressjoni - espansjoni) permezz tal-pistun, u wieħed mill-parametri - pressjoni P, il-volum V u temperatura T - huwa kostanti. Applikazzjoni tal-ewwel liġi ta 'termodinamiċità li izoprotsessam biex jiddeterminaw riċevituri sorsi ta' enerġija għal kundizzjonijiet speċifiċi.

proċess Isochoric ifisser li V = const. Minħabba l-fatt li x-xogħol mekkaniku ma tkunx disponibbli, minħabba volum ma jinbidilx tisħin biss jista 'jżid il- intern tal-enerġija, u mbagħad: dA = PDV = 0, u għalhekk Du = dQ u tkun tista' tiddetermina mir-relazzjoni:

dQ = (m / M) * CV * dT (2)

Għalhekk, il-proċess isochoric huwa minħabba żieda fit-temperatura.

proċess oħrajn iżobariċi jinvolvi p = const, u din il-kondizzjoni hija sodisfatta jekk il-fluwidu operattiv meta msaħħna iwettaq xogħol mekkaniku, per eżempju, il-moviment tal-pistun. Jekk iddawwar tapplika espressjoni enerġija tas-sħana, u l-ekwazzjoni ta 'Mendeleev-Clapeyron, wieħed jista' faċilment jiksbu espressjoni għall-kalkolu tal mekkaniku operat tal-gass :

A = (m / M) * R * (T2 - T1) (3)

R - gass kostanti, u tfisser xogħol biex jiżdied il-volum ta 'gass f'ammont ta mole wieħed, jekk il-bidla fit-temperatura għal kull grad Kelvin. Konklużjoni: taħt gass proċess oħrajn iżobariċi tirriforni tisħin enerġija (2) u tikkonsma parti mill żiedu l-intern tal-enerġija mill-estensjoni (3).

Proċess li fih T = const, fil termodinamiċità imsejħa iżotermali. Essenza tiegħu huwa li permezz ta 'sħana ta' l-intern tal-enerġija tiġi kkunsmata b'mod sħiħ fil-ħidma tal-forzi esterni preodoleniiyu. L-ewwel liġi ta 'termodinamiċità għal izoprotsessov jissuġġerixxi li biex tinżamm temperatura tal-ġisem kostanti ta' enerġija interna tagħha tagħmel tajjeb għall-ispiża tat-twettiq tax-xogħol mekkaniku, u jiddependi fuq il-bidliet fil-pressjoni. Ikkalkula l-ispiża ta 'enerġija jista' jkun mill-espressjoni:

Q = A = (m / M) * R * T * (ln (p1 / p2)).