Первый закон термодинамики.

Сущность первого закона термодинамики. Принцип эквивалентности тепла и работы.

Первый закон термодинамики является частным случаем всеобщего закона сохранения энергии в применении к тепловым процессам, он утверждает что: Тепло может быть превращено в работу и наоборот.

Всегда определенное количество работы эквивалентно определенному количеству тепла.

- принцип эквивалентности.

Q – количество тепла превращенного в работу.

Z – количество работы, полученной за счет тепла.

Следствие отмеченного принципа – невозможность вечного двигателя первого рода.

Невозможно создать такой непрерывно работающий двигатель, который бы не нуждался в непрерывном подводе энергии.

Все виды энергии измеряются в джоулях.

1 джоуль тепла – это тепло полученное при совершении 1 джоуля работы.

 

1.5.1. Уравнение первого закона термодинамики.

- является математическим выражением принципа эквивалентности тепловой и механической энергии с учетом изменения внутренней энергии рабочего тела.

 

Процесс совершается массой М [кг].

При подводе тепла Q [дж] рабочее тело:

1) Нагревается, на что расходуется U2-U1 тепла. U2; U1 – внутренняя энергия рабочего тела.

2) Расширяется, совершая внешнюю работу L [дж].

Этим исчерпываются все возможные превращения тепла.

 

- в удельных величинах.

 

 

- основное уравнение первого закона термодинамики.

 

В любом процессе подведенное к рабочему телу тепло расходуется на изменение внутренней энергии и на совершение внешней работы.

Это уравнение применимо для всех процессов.

+L – при расширении

-L – при сжатии

+Q – при подводе тепла к рабочему телу.

-Q – при отводе тепла от рабочего тела.

 

Если рабочее тело приходит в исходное состояние, то

и - частный случай.

Внутренняя энергия газа.

Складывается из кинетической энергии молекулярного движения, внутрисистемного, внутриядерного и т.д., и из потенциальной энергии взаимодействия микрочастиц.

, для идеального газа

В термодинамике рассматриваются макро свойства:

1. По определению внутренняя энергия есть параметр состояния рабочего тела.

2. Внутренняя энергия есть величина. энергия отдельных частей тела может складываться, т.е.

3. При элементарном изменении состояния , где dU – полный дифференциал, т.к. линейный интеграл по замкнутому контуру равен нулю.

4. В расчетах используется не абсолютное значение U, а разность ( ) , поэтому за начало отсчета принято

Из первого закона термодинамики

- при V=const

Для идеального газа dU пишется без индекса “V”

- в конечном процессе для идеального газа.

С учетом этого уравнение первого закона термодинамики запишется:

- для идеального газа.

С учетом зависимости :

При t=0 U=0

Внешняя работа газа в равновесном процессе.

Утечек и трения нет.

- в равновесном процессе.

При расширении будет совершенна работа:

- для конечного процесса.

Т=0 градусы Кельвина К – абсолютный уровень отсчета.

Пример.

Определить изменение внутренней энергии , для двух кг. кислорода О2 при нагревании его от t1=200C;до t2=1800C, считать теплоёмкость С=const.

Молярная теплоёмкость 20,9 кдж/моль.

 








Дата добавления: 2015-02-28; просмотров: 1533;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.009 сек.