Первое начало термодинамики. Первое начало термодинамики как математическое

Первое начало термодинамики как математическое

Выражение закона сохранения энергии

Первое начало термодинамики — математическое выражение закона сохранения и превращения энергии применительно к тепловым процессам в его наиболее общей форме. Открытию закона сохранения и превращения энергии предшествовали многочисленные экспериментальные и теоретические исследования в области физики и химии, развитие принципа, исключающего построение вечного двигателя первого рода (1775 г.), открытие закона Гесса (1840 г.) и принципа эквивалентности (1842-1850 гг.) как завершающего этапа в открытии закона сохранения энергии.

Суть I начала термодинамики заключается в том, что работа может совершаться только за счет теплоты или какой-либо другой формы энергии. Внутренняя энергия системы является однозначной функцией ее состояния и изменяется только под влиянием внешних воздействий. При этом все возможные виды внешнего энергетического взаимодействия сводятся лишь к передаче теплоты и работы. Это значит, что изменение внутренней энергии тела или системы тел (DU=U2-U1) равно алгебраической сумме подведенных извне количеств теплоты Q*1,2 и внешней работы (L*1,2), выполненной телом в процессе.

U2-U1=Q*1,2-AL*1,2; (3.31)

Q*1,2=U2-U1+AL*1,2 (3.32)

или в дифференциальной форме:

dQ*=dU+A×dL*, (3.33)

где А — тепловой эквивалент работы (далее его опускаем). А=1 Дж/(Н×м) в системе СИ; в МКСС А=1/427 ккал/(кг×м).

Уравнения первого начала термодинамики в приведенной форме называются уравнениями первого начала термодинамики по внешнему балансу теплоты и работы. Действительно, приведенные уравнения отражают только взаимодействие тел с окружающей системой. Они не учитывают и не отражают те необратимые потери, которые есть в реальных условиях взаимодействия тела с окружающей средой.

Внешняя (эффективная) работа dL* определяется разностью термодинамической работы dL и необратимых потерь работы dL**:

dL*=dL-dL**. (3.34)

Потерянная в необратимых процессах работа dL** полностью превращается в теплоту внутреннего теплообмена dQ**, которая передается этому же телу или телам внешней системы

dL**=dQ**>0. (3.35)

Следовательно, полное количество теплоты dQ, полученное телом, будет определяться как сумма теплоты dQ*, подведенной извне, и теплоты внутреннего теплообмена dQ**:

dQ=dQ*+dQ**

или dQ=dQ*+dQ**=dU+dL*+dL**;

dL*+dL**=dL;

dQ=dQ*+dQ**=dU+dL. (3.36)

Последнее уравнение называется уравнением первого начала по балансу рабочего тела. Оно может использоваться для анализа реальных процессов.








Дата добавления: 2016-01-20; просмотров: 1306;


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: 0.005 сек.