Выполнение первого закона термодинамики на примере физического и химического процесса

Выполнение первого закона термодинамики на примере физического и химического процесса

  1. Первый закон термодинамики является обобщением закона сохранения и превращения энергии для термодинамической системы. Он формулируется следующим образом:

    Изменение #916;U внутренней энергии неизолированной термодинамической системы равно разности между количеством теплоты Q, переданной системе, и работой A, совершенной системой над внешними телами.
    #916;U = Q A.

    Соотношение, выражающее первый закон термодинамики, часто записывают в другой форме:
    Q = #916;U + A.

    Количество теплоты, полученное системой, идет на изменение ее внутренней энергии и совершение работы над внешними телами.

    Первый закон термодинамики является обобщением опытных фактов. Согласно этому закону, энергия не может быть создана или уничтожена; она передается от одной системы к другой и превращается из одной формы в другую. Важным следствием первого закона термодинамики является утверждение о невозможности создания машины, способной совершать полезную работу без потребления энергии извне и без каких-либо изменений внутри самой машины. Такая гипотетическая машина получила название вечного двигателя (perpetuum mobile) первого рода. Многочисленные попытки создать такую машину неизменно заканчивались провалом. Любая машина может совершать положительную работу A над внешними телами только за счет получения некоторого количества теплоты Q от окружающих тел или уменьшения #916;U своей внутренней энергии.

    Применим первый закон термодинамики к изопроцессам в газах.

    1.

    В изохорном процессе (V = const) газ работы не совершает, A = 0. Следовательно,
    Q = #916;U = U (T2) U (T1).

    Здесь U (T1) и U (T2) внутренние энергии газа в начальном и конечном состояниях. Внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры ( закон Джоуля) . При изохорном нагревании тепло поглощается газом (Q gt; 0), и его внутренняя энергия увеличивается. При охлаждении тепло отдается внешним телам (Q lt; 0).

Leave a Comment