Luật thứ nhất của nhiệt động lực - đó là sự khởi đầu của tất cả mọi thứ

Đối tượng của nghiên cứu của nhiệt động lực học là năng lượng trong tất cả các hình thức của nó và quan trọng nhất, chuyển năng lượng từ dạng này sang dạng khác. Nó như vậy sẽ xảy ra rằng thuật ngữ có nguồn gốc từ những ngày đầu của nghiên cứu trong lĩnh vực nghiên cứu năng lượng, và tại thời điểm đó một danh sách khác nhau các loại năng lượng vẫn còn nhỏ - cơ học và nhiệt. Do đó, cái tên "Nhiệt động lực học" phản ánh chính xác nhất bản chất của đối tượng - phong trào (chuyển nhượng), và việc chuyển đổi nhiệt năng thành công cơ khí và ngược lại. Dần dần các khái niệm về đặc trưng các quá trình nhiệt: nhiệt của phản ứng tổng hợp, nhiệt dung, và cuối cùng, số lượng đơn vị nhiệt - calo (1772 M.Vilke). Nó sẽ mất thời gian và sẽ được thiết lập định luật đầu tiên của nhiệt động lực học, nhưng từng cử động là kết quả của công việc khó khăn của nhiều nhà nghiên cứu.

Nghiên cứu pháp luật của nhiệt động lực học một số công ước áp dụng, cho phép nghiên cứu làm nổi bật đối tượng và xác định tính chất của nó được nghiên cứu. Đối tượng nghiên cứu được đại diện bởi các hệ thống khép kín của một số lượng lớn các hạt. Nếu hệ thống có thể xác định ranh giới của một khối lượng nhất định, nó được gọi là cơ thể. Ở đây và đã có một người tham gia lớn trong hành động nhiệt động lực học: hệ thống của các hạt chứa trong một khối lượng nhất định - khí lý tưởng. Trong quá trình của hệ thống nhiệt động lực học chuyển đổi năng lượng thay đổi trạng thái của nó, và những thay đổi này được mô tả bởi một tập hợp các khái niệm - các thông số quá trình. Nếu các thông số lấy nhiệt độ T, khối lượng V và áp suất P, nó là đủ để mô tả họ bất kỳ quá trình nhiệt động lực học. Tất cả các hệ thống được coi là chỉ cho trạng thái cân bằng. Việc thành lập trạng thái cân bằng, ví dụ, nhiệt, - một quá trình truyền nhiệt - một cái gì đó làm nguội và nóng một cái gì đó. Trong trường hợp này, số lượng "trả - nhận", như luật đầu tiên của nhiệt động lực học, sẽ giống nhau. Và đây nằm vấn đề chính là trong nhiều thế kỷ, các nhà khoa học quyết định: người tham gia Tìm kiếm của quá trình chuyển hóa năng lượng và để xác định vai trò của họ trong quá trình này.

Các cơ sở của lý thuyết về bộ máy nhiệt động lực học là 3 pháp luật. Người ta cho rằng cơ thể có thể hấp thụ năng lượng, tăng bên trong của nó (ví dụ, sưởi ấm) và / hoặc do năng lượng nội bộ của mình để làm việc để vượt qua các lực lượng bên ngoài (ví dụ, đẩy pít tông). Theo đó, luật đầu tiên của nhiệt động lực học được xử lý như sau: sự thay đổi trong năng lượng nội tại U của cơ thể là tổng của năng lượng hấp thụ năng lượng Q của họ và các lực lượng bên ngoài A. Về mặt toán học, điều này được thể hiện thông qua những thay đổi vô cùng nhỏ như sau:

dU = DQ + dA (1)

Trong thực tế, đó là định luật bảo toàn năng lượng, chúng ta có thể nói, pháp luật của cuộc sống.

Thuộc tính quá trình nhiệt động lực học thường được xem xét trong mô hình, nơi mà các phương tiện làm việc có khí hoàn hảo mà có thể làm nóng và / hoặc thực hiện trên đó các lực lượng bên ngoài công việc cơ khí (nén - mở rộng) bằng phương tiện của piston, và một trong những thông số - áp lực P, thể tích V và nhiệt độ T - là một hằng số. Áp dụng pháp luật đầu tiên của nhiệt động lực để izoprotsessam để xác định nguồn năng lượng thu cho các điều kiện cụ thể.

quá trình đẳng tích có nghĩa là V = const. Do thực tế là công việc cơ khí không có sẵn, vì khối lượng không thay đổi bởi chỉ nóng có thể làm tăng năng lượng nội bộ, và sau đó: dA = PDV = 0, và do đó dU = DQ và nó có thể xác định từ các mối quan hệ:

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

Như vậy, quá trình đẳng tích là do tăng nhiệt độ.

quá trình đẳng áp liên quan đến p = const, và tình trạng này là thỏa mãn nếu chất lỏng làm việc khi bị nung nóng thực hiện công việc cơ khí, ví dụ như chuyển động của piston. Nếu bạn chuyển sang áp dụng biểu thức để năng lượng nhiệt, và các phương trình của Mendeleev-Clapeyron, người ta có thể dễ dàng có được một biểu thức để tính cơ khí hoạt động của khí :

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

R - khí liên tục, và phương tiện làm việc để tăng khối lượng khí trong một số tiền của một nốt ruồi, nếu sự thay đổi nhiệt độ cho mỗi độ Kelvin. Kết luận: dưới khí quá trình đẳng áp bổ sung hệ thống sưởi năng lượng (2) và tiêu thụ một phần của tăng năng lượng nội bộ bởi phần mở rộng (3).

Một quá trình trong đó T = const, trong nhiệt động lực học gọi là đẳng nhiệt. bản chất của nó là bằng cách làm nóng năng lượng nội bộ là hoàn toàn tiêu thụ trong công tác của các lực lượng bên ngoài preodoleniiyu. Luật thứ nhất của nhiệt động lực cho izoprotsessov gợi ý rằng để duy trì một nhiệt độ cơ thể liên tục của năng lượng nội tại của nó làm cho các chi phí thực hiện công việc cơ khí, và phụ thuộc vào sự thay đổi áp suất. Tính toán chi phí năng lượng có thể được từ biểu thức:

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