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La première loi de la thermodynamique – est le commencement de toutes choses

Le sujet de l'étude de la thermodynamique est l'énergie sous toutes ses formes et, surtout, des transitions d'énergie d'une forme à une autre. Il se trouve que le terme est apparu dans les premiers jours de recherche dans le domaine de la recherche sur l' énergie, et à cette époque une liste des différents types d'énergie était encore faible – mécanique et thermique. Par conséquent, le nom de « Thermodynamique » reflètent le plus fidèlement l'essence de l'objet – le mouvement (transfert), et la conversion de la chaleur dans le travail mécanique et vice-versa. Peu à peu, les concepts de la caractérisation des procédés thermiques: la chaleur de fusion, la capacité thermique, et, enfin, la quantité unitaire de chaleur – calories (1772 M.Vilke). Il faudra du temps et sera formulé la première loi de la thermodynamique, mais chaque mouvement est le résultat du travail acharné de nombreux chercheurs.

Pour étudier les lois de la thermodynamique sont des conventions adoptées, permettant l'étude mettre en évidence l'objet et préciser ses propriétés à étudier. Les objets d'étude sont représentés par des systèmes fermés d'un grand nombre de particules. Si le système peut déterminer les limites d'un certain volume, il est appelé le corps. Ici, et il y avait un acteur majeur dans l'action thermodynamique: le système de particules contenues dans un certain volume – gaz idéal. Dans le processus de système thermodynamique de transformation de l'énergie change d'état, et ces modifications sont décrites par un ensemble de concepts – les paramètres du procédé. Si les paramètres prennent la température T, du volume V et de la pression P, il suffit de les décrire tout processus thermodynamique. Tous les systèmes ne sont considérés que pour les états d'équilibre. La mise en place d'équilibre, par exemple, la chaleur, – un processus de transfert de chaleur – quelque chose se refroidit et se réchauffe quelque chose. Dans ce cas, le nombre de « payé – reçu », comme la première loi de la thermodynamique, sera le même. Et est là le principal problème est que depuis des siècles, les scientifiques décident: Rechercher les participants du métabolisme énergétique et de déterminer leur rôle dans le processus.

La base de la théorie de l'appareil de la thermodynamique sont 3 la loi. Il est supposé que le corps peut absorber de l'énergie, en augmentant son intérieur (par exemple, le chauffage) et / ou en raison de son énergie interne pour faire le travail pour surmonter les forces externes (par exemple, en poussant le piston). En conséquence, la première loi de la thermodynamique est traitée comme suit: la variation de l'énergie interne U du corps est la somme de l'énergie absorbée leurs forces Q énergétique et externe A. Mathématiquement, cela se traduit par les changements infinitésimaux comme suit:

dU = dQ + dA (1)

En fait, il est la loi de conservation de l'énergie, on peut dire, la loi de la vie.

Propriétés processus thermodynamiques sont généralement pris en compte dans le modèle, où le fluide de travail tire le gaz parfait qui peut être chauffé et / ou pour effectuer sur elle le travail mécanique des forces externes (compression – détente) au moyen du piston, et l'un des paramètres – pression P, de volume V et de la température T – est une constante. L'application de la première loi de la thermodynamique à izoprotsessam pour déterminer les récepteurs sources d'énergie pour des conditions spécifiques.

Procédé isochore signifie que V = const. En raison du fait que le travail mécanique ne sont pas disponibles, car volume ne change pas par le chauffage ne peut augmenter l' énergie, puis: dA = pdV = 0, et donc dU = DQ et il peut déterminer à partir de la relation:

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

Ainsi, le processus isochore est due à l'augmentation de la température.

Procédé isobare implique p = const, et cette condition est satisfaite si le fluide de travail en cas de chauffage exécute un travail mécanique, par exemple, le déplacement du piston. Si vous mettez à appliquer l' expression à l' énergie thermique, et l'équation de Mendeleïev-Clapeyron, on peut facilement obtenir une expression pour le calcul de la mécanique opération du gaz :

A = (m / M) * R * (T2 – T1) (3)

R – constante de gaz, et des moyens de travail pour augmenter le volume de gaz en une quantité d'une mole, si le changement de température par degré Kelvin. Conclusion: sous gaz de traitement isobare reconstituer le chauffage d'énergie (2), et consomme une partie de l'énergie interne accrue par le prolongement (3).

Un procédé dans lequel T = const, en thermodynamique appelé isotherme. Son essence est que par chauffage de l'énergie interne est entièrement consommé dans les travaux de preodoleniiyu des forces extérieures. La première loi de la thermodynamique pour izoprotsessov suggère que, pour maintenir une température corporelle constante de son énergie interne compense le coût de l'exécution des travaux mécaniques, et dépend des changements de pression. Calculer le coût de l'énergie peut être de l'expression:

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