Fyrsta lögmál varmafræðinnar - það er upphaf allra hluta

Viðfangsefni rannsóknarinnar varmafræðinnar er orkan í öllum sínum myndum og síðast en ekki síst orku breyting frá einu formi til annars. Það gerist þannig að hugtakið er upprunnið í árdaga rannsókna á sviði orkurannsókna, og á þeim tíma listi yfir mismunandi gerðir af orku var enn lítill - vélrænni og varma. Þess vegna er nafn "Varmafræði" mest endurspegla kjarna hlutarins - hreyfing (flytja), og hita Umbreyting í vélræna vinnu og öfugt. Smám saman hugtökin ákvarða einkenni varmaferli: hita fyrir samrunann, varmarýmd, og, að lokum, eining magn af hita - kaloría (1772 M.Vilke). Það mun taka tíma og verður mótuð í fyrsta lögmál varmafræðinnar, en hverri hreyfingu var afleiðing af mikilli vinnu margra vísindamanna.

Að rannsaka lögmál varmafræðinnar eru nokkrar ráðstefnur samþykktar, leyfa rannsókn að varpa ljósi á hlut og tilgreina eiginleika þess að vera rannsakað. Hlutir námsárið er táknuð með lokuðum kerfum úr stóru fjölda agna. Ef kerfið er hægt að ákvarða mörk ákveðinni bindi, er það kallað líkaminn. Hér og þar var mikil þátttakandi í varmafræðilegt aðgerð: kerfi agna sem eru í ákveðinni bindi - tilvalið gas. Í því ferli orku umbreytingu varmaaflfræðikerfi breytir stöðu þess, og þessar breytingar eru lýst með a setja af hugmyndum - ferlið breytur. Ef stillingarnar taka hitastig T, er rúmtakið V og þrýstingur P, er nægilegt til þess að lýsa þeim á hvaða varmahring sem aðferð. Öll kerfi eru talin aðeins fyrir jafnvægi ríki. Stofnun jafnvægi, til dæmis, hita, - hita flytja ferli - eitthvað kólnar og hitnar eitthvað. Í þessu tilviki er fjöldi "greitt - fékk", sem fyrsta lögmál varmafræðinnar, verður sú sama. Og hér liggur helsta vandamálið er að um aldir, vísindamenn ákveðið: Leit þátttakendur á efnaskiptum orku og til að ákvarða hlutverk þeirra í ferlinu.

Grunnur kenningar varmafræðinnar tækja eru 3 lög. Gert er ráð fyrir að líkaminn getur tekið á sig orku, auka innri sína (t.d. hita) og / eða vegna innri orku þess að gera starf að sigrast ytri krafta (t.d. þrýsta stimplinum). Í samræmi við það, fyrsta lögmál varmafræðinnar er meðhöndluð eins og hér segir: breyting á innri orku U líkamans er summan af orku frásogast orka Q þeirra og ytri öfl A. Stærðfræðilega, þetta er gefið í gegnum infinitesimal breytingum sem hér segir:

du = DQ + DA (1)

Í raun, það er lögmál varðveislu orku, getum við sagt, lögmál lífsins.

Properties varmaaflfræðilegu ferlin eru yfirleitt talin í líkaninu, þar sem vinna miðlungs tekur að eiga fullkomið gas sem kann að vera hitað og / eða til að framkvæma á henni þann vélræna vinnu ytri krafta (þjöppun - stækkun) með þvf að nota stimpla, og einn af breytum - þrýstingur P, rúmtakið V og hitastigsins T - er fasti. Umsókn um fyrsta lögmál varmafræðinnar til izoprotsessam að ákveða orkugjafa móttakara fyrir ákveðin skilyrði.

Isochoric ferli þýðir að v = const. Vegna þess að vélrænni vinnu er ekki í boði, því bindi breytist ekki með því að hita aðeins er hægt að auka innri orku, og síðan: Da = PDV = 0, og þar af leiðandi du = DQ og það er hægt að álykta út frá sambandi:

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

Þannig, isochoric aðferð er vegna þess að hækkun á hitastigi.

Ísóbariskan ferli felur í sér p = const, og þetta ástand er fullnægt ef vinnslustraumur þegar það er hitað framkvæma vélrænni vinnu, til dæmis hreyfingu á stimpla. Ef þú kveikir á að sækja tjá hita orku, og jöfnu Mendeljeff-Clapeyron, einn geta auðveldlega fá tjáningu til að reikna út vélrænni rekstur gasi :

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

R - gas fasti, og búnað vinnu til að auka magn af gasi í magni af einu móli, ef hitastig breytingin á hverja gráðu Kelvin. Niðurstaða: undir ísóbariskan ferli gasi bæta orku upphitun (2) og eyðir hluta hins nýja innri orku með því að (3) framlengingu.

A ferli þar sem T = const, í varmafræðinnar sem kallast jafnhita. Kjarni hennar er að með því að hita í innri orku er að fullu neytt í starfi utanaðkomandi öfl preodoleniiyu. Fyrsta lögmál varmafræðinnar til izoprotsessov bendir til þess að viðhalda stöðugum líkamshita af innri orku þess gerir allt fyrir kostnaði við að framkvæma vélrænni vinnu, og fer eftir þrýstingi breytingar. Reikna orku kostnaður getur verið frá tjáningu:

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