з Пітом співвідношенням:
,
де m - молярна маса Речовини.
Тоді:
В
У механіці віконується закон Збереження механічної ЕНЕРГІЇ. А оскількі тепловий Рух - це такоже механічний рух окрем молекул, то при всех змінах ЕНЕРГІЇ винен Виконувати закон Збереження ЕНЕРГІЇ з урахуванням НЕ Тільки зовнішнього, а й внутрішнього рухів. Тому. Зміна внутрішньої ЕНЕРГІЇ винна дорівнюваті сумі роботи, что віконують Зовнішні сили над системою та кількості теплотою, что надасться Системі.
.
Частіше розглядають не робот зовнішніх сил над системою, а роботу система проти зовнішніх сил//, а оскількі
, то , або/1/_
це - математичний запис закону Збереження ЕНЕРГІЇ в теплових процесах, або перший закон термодінамікі: теплота, что надасться Системі, вітрачається на зміну внутрішньої ЕНЕРГІЇ системи та на Виконання системою роботи проти зовнішніх сил.
З Першого законом термодінамікі виходе, что ЯКЩО D Q = 0 , то D A < i> = - D U . Таким чином, ЯКЩО система не одержує ЕНЕРГІЇ, то вона Виконує роботу Тільки за рахунок Зменшення внутрішньої ЕНЕРГІЇ, яка кінцева. Кінцевою буде и робота. Отже: вічний двигун Першого роду Неможливо - це такоже формуліровка Першого закону термодінамікі.
Розглянемо Використання 1-го закону термодінамікі до ізопроцесів в ідеальному газі. Оскількі
, а V,
те.
1. Ізохорічній процес/ V = const /здійснюється при нагріванні газу в замкненому об'ємі. Оскількі D V = 0 , то А = 0, и тоді I закон термодінамікі запишеться так:
D Q = D U - Вся теплота, что надасться Системі, вікорістовується на зміну внутрішньої ЕНЕРГІЇ:
,/2/
де - молярна теплоємність при Сталлю об'ємі/ V = const /.
.
В
2. Ізобарічній процес/ р = const /. p> У цьом випадка/площа прямокутник/і тоді I закон термодінамікі:
.
Теплота, что надасться Системі, вітрачається на зміну внутрішньої ЕНЕРГІЇ и на Виконання Роботи проти зовнішніх сил.
молярна теплоємність в ізобарічному процесі дорівнює
,
альо и тоді. Для одного моля pV = RT
.
Таким чином, - рівняння Майєра:
молярна теплоємність прі стала Тиску більша молярної теплоємності при сталлю об'ємі на величину універсальної газової сталої.
В
3. Ізотермічний процес /Т = const /. Оскількі D E = 0 , то D U = 0 - внутрішня енергія газу не змінюється, и тоді - теплота, что надасться Системі в ізотермічному процесі вітрачається на роботу Розширення газу. Розрахунки показують, что
.
В
4. Адіабатічній процес - це процес без теплообміну системи з зовнішнім СЕРЕДОВИЩА: D Q = 0 . Тоді з I законом термодінамікі слідує:
D A = - D U , тоб в адіабатічному процесі робота віконується за рахунок внутрішньої ЕНЕРГІЇ газу. Для ідеального газу:
.
У адіабатічному процесі Розширення газу ( D A = P Dn > 0) супроводжується его охолодженя ( D T < 0 ) , а при стісканні D A < 0 , а D T > 0 - газ нагрівається.
Процес можна вважаті адіабатічнім, ЯКЩО ВІН протікає так Швидко, что за годину йо Здійснення НЕ відбувається Теплообмін з навколішнім СЕРЕДОВИЩА/в двигун внутрішнього згоряння при стісканні температура зростає до 500-600 про С, а рідке паливо запалюється та інше /. p> У адіабатічному процесі стан ідеального газу опісується рівнянням Пуассона:
,
де.
Другий закон термодінамікі
Перший закон термодінамікі, Який є законом Збереження ЕНЕРГІЇ в теплових процесах, может описати будь-який тепловий процес, альо ВІН НЕ показує Напрямки его протікання. З точки зору Першого закону Кожний процес, что НЕ суперечіть законом Збереження ЕНЕРГІЇ, можливий. Наприклад, ВІН НЕ суперечіть возможности передачі Теплота від Менш нагрітого тіла до більш нагрітого, тоб НЕ заперечує протіканню процеса передачі теплоти в будь-якому Напрямки.
Перший закон термодінамікі Забезпечує можлівість побудова вічного двигуна 1 роду, тоб Такої машини, яка віконувала б роботу без затрати будь-якої ЕНЕРГІЇ, альо НЕ заперечує возможности побудова Такої машини, яка всю Енергію перетворювала б у роботу. Наприклад, згідно з Першого закону можна побудуваті машину, Дже...
