Der erste Hauptsatz der Thermodynamik – es ist der Anfang aller Dinge

Gegenstand der Studie der Thermodynamik ist die Energie in all ihren Formen und vor allem Energieübergänge von einer Form in eine andere. Nun ist es so , dass der Begriff in den frühen Tagen der Forschung auf dem Gebiet der Energieforschung entstanden, und zu diesem Zeitpunkt eine Liste der verschiedenen Arten von Energie war noch klein – mechanische und thermische. Daher spiegelt die Bezeichnung „Thermodynamik“ am genauesten, das Wesen des Gegenstandes – die Bewegung (Übertragung) und die Wärmeüberführung in die mechanische Arbeit und umgekehrt. Allmählich werden die Konzepte der charakterisierenden thermische Prozesse: Schmelzwärme, Wärmekapazität, und schließlich die Einheit Wärmemenge – Kalorien (1772 M.Vilke). Es wird einige Zeit dauern und wird den ersten Hauptsatz der Thermodynamik formuliert werden, sondern jede Bewegung war das Ergebnis der harten Arbeit vieler Forscher.

Um die Studie Gesetze der Thermodynamik sind einige angenommen Konventionen, so dass die Studie das Objekt markieren und geben Sie seine Eigenschaften untersucht werden. Studienobjekte werden durch geschlossene Systeme aus einer großen Anzahl von Teilchen repräsentiert. Wenn das System die Grenzen eines bestimmten Volumens bestimmen kann, wird der Körper genannt. Hier und da war ein wichtiger Teilnehmer in der thermodynamischen Aktion: das System von Teilchen, die in einem bestimmten Volumen enthält – ideales Gas. Im Prozess der Energieumwandlung thermodynamischen Systems ändert seinen Zustand, und diese Veränderungen werden durch eine Reihe von Konzepten beschrieben – die Prozessparameter. Wenn die Parameter die Temperatur T nehmen, um das Volumen V und der Druck P, ist es ausreichend, ihnen jeden thermodynamischen Prozess zu beschreiben. Alle Systeme sind nur für Gleichgewichtszustände betrachtet. Die Gleichgewichtseinstellung, zum Beispiel Wärme, – ein Wärmeübertragungsprozess – etwas kühlt und heizt etwas. In diesem Fall wird die Anzahl der „bezahlt – erhalten“, wie der erste Hauptsatz der Thermodynamik, wird die gleiche sein. Und hier liegt das Hauptproblem ist , dass seit Jahrhunderten, Wissenschaftler entscheiden: Suchen Teilnehmer des Energiestoffwechsels und ihre Rolle im Prozess zu bestimmen.

Die Grundlage der Theorie der Thermodynamik der Vorrichtung ist 3 Gesetz. Es wird angenommen, dass die Körperenergie absorbieren kann, dessen innere Erhöhung (z.B. Heizung) und / oder aufgrund seiner inneren Energie zu tun äußere Kräfte zu überwinden (z.B. den Kolben drückt). Dementsprechend wird der erste Hauptsatz der Thermodynamik wie folgt behandelt: die Änderung der inneren Energie U des Körpers ist die Summe der Energie absorbierte ihre Energie Q und externe Kräfte A. Mathematisch wird dies durch die infinitesimalen Änderungen werden wie folgt ausgedrückt:

ich = dQ + dA (1)

In der Tat ist es das Gesetz der Erhaltung der Energie, können wir das Gesetz des Lebens sagen.

Eigenschaften thermodynamische Prozesse werden in der Regel in dem Modell in Betracht gezogen, in dem das Arbeitsmedium das ideale Gas erfolgt, die erhitzt werden können, und / oder sie auf, die mechanische Arbeit externe Kräfte (Kompression – Expansion) durchzuführen mittels des Kolbens, und einer der Parameter – Druck P, Volumen V und Temperatur T – eine konstante ist. Die Anwendung des ersten Hauptsatzes der Thermodynamik izoprotsessam Energiequellen-Empfänger für die spezifischen Bedingungen zu bestimmen.

Isochorer Prozess bedeutet, dass V = const. Aufgrund der Tatsache , dass die mechanische Arbeit nicht verfügbar ist, weil Lautstärke ändert sich nicht nur durch Erhitzen kann die Erhöhung innere Energie, und dann: dA = pdV = 0, und daher ich = dQ und es kann aus der Beziehung bestimmen:

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

Somit ist isochorer Prozess aufgrund der Temperatur erhöhen.

Isobare Verfahren beinhalten p = const, und diese Bedingung ist erfüllt, wenn das Arbeitsfluid, wenn es erwärmt mechanische Arbeit durchführt, beispielsweise eine Bewegung des Kolbens. Wenn Sie sich bewerben Ausdruck Wärmeenergie drehen, und die Gleichung von Mendelejew-Clapeyron, kann man leicht einen Ausdruck für die Berechnung der mechanischen erhalten Betrieb von Gas :

A = (m / M) * R * (T2 – T1) (3)

R – Gaskonstante und Mittel arbeiten, um die Gasmenge in einer Menge von einem Mol, wenn die Temperaturänderung pro Grad Kelvin zu erhöhen. Fazit: unter isobaren Prozessgas aufzufüllen Energie Heizung (2) und verbraucht einen Teil der erhöhten inneren Energie, die durch die Verlängerung (3).

Ein Verfahren, bei dem T = const, in der Thermodynamik genannt isotherm. Sein Wesen besteht darin, dass durch Erhitzen der inneren Energie voll in der Arbeit des äußeren Kräfte preodoleniiyu verbraucht wird. Das erste Gesetz der Thermodynamik für izoprotsessov legt nahe, dass eine konstante Körpertemperatur von seiner inneren Energie für die Kosten der Durchführung mechanische Arbeit macht zu halten und hängt von den Druckänderungen. Berechnen Sie die Energiekosten können aus dem Ausdruck sein:

Q = A = (m / M) * R * T * (ln (P1 / P2)).