Перший початок термодинаміки

Термодинаміка – це розділ фізики, де вивчаються загальні якості макроскопічних систем, що мають стан термодинамічної рівноваги, а також процеси переходу між цими станами.

В основі термодинаміки лежать принципи, які є поєднанням даних з пророблених експериментів, які виконуються незалежно від природи тіл, з яких складається дана система, і приймаються без доведення як аксіоми. У термодинаміки встановлюються закономірності і зв’язки між фізичними величинами, виміряними дослідним шляхом в макроскопічних системах.

Термодинамічна система – це система, яка включає в себе сукупність макроскопічних тіл, взаємодіючих між собою і з іншими тілами. Така система складається з безлічі частинок (атомів, молекул), основними характеристиками цієї системи є тиск, щільність, концентрація та інші величини.

Макропараметри (параметри стану) – це фізичні величини, які характеризують макроскопічні стану термодинамічних систем.

Термодинамічна рівновага – це стан термодинамічної системи, протягом якого параметри стану не змінюються в часі.

Рівняння стану – рівняння функціональної залежності між трьома основними параметрами стану термодинамічної системи: об’ємом V, тиском р і температурою Т.

Внутрішня енергія – це енергія фізичної системи, яка має залежність тільки від її внутрішнього стану. Внутрішня енергія формується з енергії теплового руху атомів, молекул або інших часток і енергії міжмолекулярних і внутрішньоатомних рухів і взаємодій.

Внутрішня енергія одноатомного ідеального газу дорівнює кінетичної енергії теплового руху атомів, т. Е. U = -vRT, де v – кількість речовини.

Кількість теплоти – це енергія, яка передається системі зовнішніми тілами в процесі теплообміну. Кількість теплоти передається тільки від більш нагрітого тіла до менш нагрітого, в процесі чого не відбувається перенесення речовини і не відбувається робота.

Якщо тіло поглинає енергію, то Q> 0; якщо віддає енергію, то Q <0.

У Міжнародній системі одиниць одиниця кількості теплоти – джоуль (дж). Іноді для вимірювання кількості теплоти використовується позасистемна одиниця – калорія. 1 кал дорівнює кількості теплоти, яке треба повідомити 1 г води (при тиску 760 мм рт. Ст.) Для нагрівання на 1 К. 1 кал = 4,1868 Дж.

Рівняння теплового балансу:

Q, + Q ++ Q3 + … =

У замкнутій системі енергія не змінюється, т. Е. Д U = 0.

Перший закон термодинаміки: при переході з одного стану в інший зміна внутрішньої енергії термодинамічної системи буде дорівнює сумі кількості теплоти переданого системі, і роботі, досконалої над системою, т. Е.

Ді = Q + A ‘.

Якщо система здійснює роботу A = -A ‘над зовнішніми тілами, то Q = ДU + A, т. Е. Кількість теплоти, передане системі, витрачається на зміну її внутрішньої енергії і роботу системи проти зовнішніх сил.

Перший початок термодинаміки – це є окремий випадок закону збереження енергії.

Для елементарного зміни стану перший закон термодинаміки має вигляд: 8Q = dU + 8/4 або CdT = dU + 8А, де С – теплоємність системи.

Адіабатні процес – це такий термодинамічний процес, у якому відсутня теплообмін між розглянутої системою і зовнішнім середовищем, в перебігу цього процесу зміна внутрішньої енергії термодинамічної системи відбувається за рахунок здійснення системою роботи.

Адиабата – це лінія на термодинамічної діаграмі стану, яка показує рівноважний Адіабатний процес.

Оборотний термодинамічний процес – процес, що допускає можливість повернення системи в початковий стан без того, щоб у навколишньому середовищі залишилися які-небудь зміни.

Незворотний процес – це термодинамічний процес переходу термодинамічної системи з одного стану в інший, який протікає мимовільно тільки в одному напрямку. Систему, що виробляє цей процес, не можна повернути в початковий стан через ті ж самі проміжні стани без будь-яких змін у зовнішньому середовищі. Незворотні процеси включають в себе всі реальні процеси.

Author: Олександр
Фанат своєї справи і просто крутий чувак.