wd wp Пошук: ⬜

Першы пачатак тэрмадынамікі

Пачаткі тэрмадынамікі:

Нулявы
Першы
Другі
Трэці

Першы пачатак тэрмадынамікі, або першы закон тэрмадынамікі — адмысловы выпадак закона захавання энергіі, які ўсталёўвае эквівалентнасць цеплыні і работы.

Сёння колькасная ўзаемасувязь між цеплынёй і работай зразумелая і ледзь не відавочная. Здаецца цалкам натуральным, што абедзве велічыні маюць адную і тую ж адзінку вымярэння (у Міжнароднай сістэме адзінак вымярэння СІ — гэта джоўль). Але так было не заўжды. Эквівалентнасць колькасці цеплыні і работы абгрунтавалі ў сваіх даследваннях Юліус Маер (1814—1895), Джозеф Блэк (1728—1799), Джэймс Джоўль (1818—1899), Герман Гельмгольц (1821—1894)[1].

Пачынаючы з 1850 г. па прапанове Р. Клаўзіўса (1822—1888) прынцып эквівалентнасці колькасці цеплыні і работы стаў называцца «першым пачаткам механічнай тэорыі цеплыні (тэрмадынамікі)».

Фармулёўкі

Існуе некалькі фармулёвак першага пачатку тэрмадынамікі:

Колькасць цеплыні (

{\displaystyle Q}

$\{\displaystyle Q\}$ [Дж]), перададзеная сістэме, выдаткоўваецца на павялічэнне ейнай ўнутранай энергіі (

{\displaystyle U}

$\{\displaystyle U\}$ [Дж]) і на работу (

A ,

{\displaystyle A,}

$\{\displaystyle A,\}$ [2] [Дж]), здзяйсняемую сістэмай супраць вонкавых сіл.

Δ Q

Δ U + A

{\displaystyle \Delta Q=\Delta U+A,}

$\{\displaystyle \Delta Q=\Delta U+A\,\}$

З улікам таго, што работа знешніх сіл супрацьлеглая рабоце сістэмы, першы пачатак можна сфармуляваць у выглядзе:

Колькасць унутранай энергіі сістэмы раўняецца суме перададзенай колькасці цеплыні і работы, здзяйсняемай над сістэмай вонкавымі сіламі (

A ′

{\displaystyle A’}

$\{\displaystyle A’\}$ [Дж]).

Δ Q

Δ U −

A ′

{\displaystyle \Delta Q=\Delta U-A’,}

$\{\displaystyle \Delta Q=\Delta U-A’\,\}$ Калі змяненне цеплавой энергіі адмоўнае

Δ Q < 0

{\displaystyle \Delta Q<0}

$\{\displaystyle \Delta Q<0\}$ — значыць ад сістэмы адводзіцца цеплыня.

Першы пачатак тэрмадынамікі робіць немагчымым здзяйсненне старажытнай мары чалавецтва — вечнага рухавіка, які працаваў бы вечна, выконваючы бясконцую работу.

Сапраўды, для выканання работы ў сістэмы ёсць толькі дзве крыніцы — падведзеная звонку энергія + вычарпальныя запасы ўнутранай энергіі. Такім чынам, падыходзім да трэцяй фармулёўкі першага пачатку тэрмадынамікі:

Вечны рухавік першага роду немагчымы[3].

Асобныя выпадкі

Калі разглядаць першы пачатк тэрмадынамікі ў дачыненні да газаў, атрымаем наступныя асобныя выпадкі:

Ізабарны працэс, пры сталым ціску:

Δ Q

Δ U + A

Δ U + p Δ V

{\displaystyle \Delta Q=\Delta U+A=\Delta U+p\Delta V}

$\{\displaystyle \Delta Q=\Delta U+A=\Delta U+p\Delta V\}$

Ізахорны працэс, сталы аб’ём (

A

{\displaystyle A=0}

$\{\displaystyle A=0\}$ ):

Δ Q

Δ U

{\displaystyle \Delta Q=\Delta U}

$\{\displaystyle \Delta Q=\Delta U\}$

Ізатэрмічны працэс, сталая тэмпература

( Δ U

0 )

{\displaystyle (\Delta U=0)}

$\{\displaystyle (\Delta U=0)\}$ :

Δ Q

{\displaystyle \Delta Q=A}

$\{\displaystyle \Delta Q=A\}$

Адыябатны працэс, без цеплаабмену (

Δ Q

{\displaystyle \Delta Q=0}

$\{\displaystyle \Delta Q=0\}$ ):

A

− Δ U

{\displaystyle A=-\Delta U}

$\{\displaystyle A=-\Delta U\}$

Тут

{\displaystyle \ p}

$\{\displaystyle \ p\}$ — ціск [Па],

{\displaystyle \ V}

$\{\displaystyle \ V\}$ — аб’ём сістэмы [м³].

Гл. таксама

Вечны рухавік

Зноскі

↑ Хрусталев Б. М. Несенчук А.П. Романюк В. Н. Техническая термодинамика: в 2-х частях. Ч.1. — Мінск: Технопринт, 2004. — С. 69. — 487 с. — ISBN 985-464-547-9.
↑ У тэрмадынаміцы работа звычайна абазначаецца літарай

{\displaystyle L}

$\{\displaystyle L\}$ 3. ↑ Вечным рухавіком першага роду называюць рухавік, які мае вышэйшы за 100 адсоткаў каэфіціент карыснага дзеяння

Літаратура

Хрусталев Б. М. Несенчук А.П. Романюк В. Н. Техническая термодинамика: в 2-х частях. Ч.1 — Мінск: Технопринт, 2004. — С. 72. — 487 с. — ISBN 985-464-547-9.
Жилко В. В., Лавриненко А. В., Маркович Л. Г. Физика — Минск: Народная асвета, 2002, 382 с.

Тэмы гэтай старонкі (2):
Катэгорыя·Тэрмадынаміка
Катэгорыя·Законы захавання