Ang unang kautusan ng termodinamika - ito ay ang simula ng lahat ng bagay

Ang paksa ng pag-aaral ng termodaynamiks ay ang enerhiya sa lahat ng mga form at, pinaka-mahalaga, enerhiya transition mula sa isang form sa ibang. Ito kaya mangyayari na ang terminong nagmula sa mga unang araw ng pananaliksik sa larangan ng enerhiya pananaliksik, at sa oras na ang isang listahan ng iba't ibang uri ng enerhiya ay pa rin maliit na - mekanikal at thermal. Kaya, ang pangalan "Thermodynamics" pinaka-tumpak na sumasalamin sa kakanyahan ng mga bagay - sa paggalaw (transfer), at ang init ng conversion sa mechanical trabaho at vice versa. Unti-unti ang mga konsepto ng characterizing thermal proseso: init ng fusion, kapasidad ng init, at, sa wakas, ang yunit na halaga ng init - calorie (1772 M.Vilke). Aabutin ng oras at ay formulated ang unang kautusan ng termodinamika, ngunit bawat galaw ay ang resulta ng matapang na gawain ng maraming mga mananaliksik.

Upang pag-aralan ang mga batas ng termodinamika ang ilang mga convention pinagtibay, na nagpapahintulot sa pag-aaral-highlight ang object at tukuyin aari nito na pinag-aralan. Bagay ng pag-aaral ay kinakatawan ng closed system ng isang malaking bilang ng mga particle. Kung ang sistema ay maaaring matukoy ang mga hangganan ng isang tiyak na dami, ito ay tinatawag na katawan. Dito at doon ay isang pangunahing kalahok sa thermodynamic action: ang sistema ng mga particle na nakapaloob sa isang tiyak na dami ng - perpekto gas. Sa proseso ng enerhiya transformation thermodynamic sistema ng mga pagbabago ng estado nito, at ang mga pagbabagong ito ay inilarawan sa pamamagitan ng isang hanay ng mga konsepto - ang mga parameter ng proseso. Kung ang mga parameter kunin ang temperatura T, ang lakas ng tunog V at presyon P, ito ay sapat na upang ilarawan ang mga ito anumang thermodynamic proseso. Ang lahat ng mga sistema ay isinasaalang-alang lamang sa balanse estadong ito. Ang pagtatatag ng punto ng balanse, halimbawa, init, - isang init proseso transfer - isang bagay na cools at heats ang isang bagay. Sa kasong ito, ang bilang ng mga "bayad - natanggap", bilang unang kautusan ng termodinamika, ay magiging pareho. At dito namamalagi ang mga pangunahing problema ay na para sa mga siglo, siyentipiko magpasya: Paghahanap kalahok ng enerhiya metabolismo at upang matukoy ang kanilang papel sa proseso.

Ang batayan ng teorya ng termodinamika apparatus 3 batas. Ito ay ipinapalagay na ang katawan ay maaaring absorb enerhiya, ang pagtaas ng kanyang inner (hal, heating) at / o pagbabago ng isinasalaysay nito enerhiya upang gawin ang trabaho upang pagtagumpayan panlabas na pwersa (hal, itulak ang plunger). Alinsunod dito, ang unang kautusan ng termodinamika ay itinuturing bilang mga sumusunod: ang pagbabago sa panloob na enerhiya U ng katawan ay ang kabuuan ng ang enerhiya hinihigop ang kanilang enerhiya Q at panlabas na mga pwersa A. Mathematically, ito ay ipinahayag sa pamamagitan ng katiting na katiting na pagbabago tulad ng sumusunod:

dU = dQ + dA (1)

Sa katunayan, ito ay ang batas ng konserbasyon ng enerhiya, maaari naming sabihin, ang batas ng buhay.

Properties thermodynamic proseso ay karaniwang isinasaalang-alang sa mga modelo, kung saan ang mga nagtatrabaho daluyan ay tumatagal ng ang perpektong gas na maaaring maging pinainit at / o upang isagawa dito ang mechanical work panlabas na pwersa (compression - expansion) sa pamamagitan ng piston, at isa sa mga parameter - presyon P, dami V at temperatura T - ay isang pare-pareho. Application ng unang kautusan ng termodinamika na izoprotsessam upang matukoy pinagkukunan ng enerhiya receiver para sa tiyak na mga kondisyon.

Isochoric proseso ay nangangahulugan na ang V = const. Dahil sa ang katunayan na ang mga makina sa trabaho ay hindi magagamit, dahil lakas ng tunog ay hindi nagbabago ng pag-init lamang ang maaaring taasan ang panloob na enerhiya, at pagkatapos ay: dA = PDV = 0, at samakatuwid dU = dQ at maaari itong matukoy mula sa mga pakikipag-ugnayan:

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

Kaya, isochoric proseso ay dahil sa pagtaas sa temperatura.

Isobaric proseso ay nagsasangkot p = const, at kondisyon na ito ay nasiyahan kung ang nagtatrabaho likido kapag pinainit gumaganap ng mechanical trabaho, halimbawa, kilusan ng piston. Kung i-on mo upang ilapat expression sa init enerhiya, at ang equation na Mendeleev-Clapeyron, maaari isang madaling makakuha ng isang expression para sa pagkalkula ng makina operasyon ng gas :

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

R - gas constant, at nangangahulugan na trabaho upang madagdagan ang lakas ng tunog ng gas sa isang halaga ng isang mole, kung ang temperatura pagbabago sa bawat antas Kelvin. Konklusyon: sa ilalim isobaric proseso gas lagyang muli ang heating enerhiya (2) at consumes bahagi ng mas mataas na panloob na enerhiya sa pamamagitan ng extension (3).

Isang proseso kung saan T = const, sa termodinamika tinatawag isothermal. Ang kakanyahan ay na sa pamamagitan ng pag-init ng mga panloob na enerhiya ay ganap na natupok sa gawa ng mga panlabas na pwersa preodoleniiyu. Ang unang kautusan ng termodinamika para izoprotsessov ay nagpapahiwatig na upang mapanatili ang isang pare-pareho ang temperatura ng ang panloob na enerhiya ng katawan ay gumagawa up para sa gastos ng gumaganap na mechanical trabaho, at depende sa mga pagbabago presyon. Kalkulahin ang enerhiya gastos ay maaaring maging mula sa mga expression:

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