Першы пачатак тэрмадынамікі

З пляцоўкі Вікіпедыя.
(Пасля перасылкі з Першы закон тэрмадынамікі)
Перайсці да: рух, знайсці
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[правіць | правіць зыходнік]

Існуе некалькі фармулёвак першага пачатку тэрмадынамікі:

1) Колькасць цеплыні ( Q [Дж]), перададзеная сістэме, выдаткоўваецца на павялічэнне ейнай ўнутранай энергіі ( U [Дж]) і на работу ( A, [2] [Дж]), здзяйсняемую сістэмай супраць вонкавых сіл.

\Delta Q = \Delta U + A \,
Да артыкула - Першы пачатак тэрмадынамiкi.jpg

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

2) Колькасць унутранай энергіі сістэмы раўняецца суме перададзенай колькасці цеплыні і работы, здзяйсняемай над сістэмай вонкавымі сіламі ( A' [Дж]).

\Delta Q = \Delta U - A' \,

Калі змяненне цеплавой энергіі адмоўнае \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:

3) Вечны рухавік першага роду немагчымы[3].

Асобныя выпадкі[правіць | правіць зыходнік]

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

1) Ізабарны працэс, пры сталым ціску:

\Delta Q = \Delta U + A = \Delta U + p\Delta V

2) Ізахорны працэс, сталы аб'ём (A=0):

\Delta Q = \Delta U

3) Ізатэрмічны працэс, сталая тэмпература (\Delta U=0):

\Delta Q = A

4) Адыябатны працэс, без цеплаабмену (\Delta Q=0):

A = -\Delta U

Тут \ pціск [Па], \ Vаб'ём сістэмы [м³].

Гл. таксама[правіць | правіць зыходнік]

Зноскі

  1. 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.
  2. У тэрмадынаміцы работа звычайна абазначаецца літарай  L
  3. Вечным рухавіком першага роду называюць рухавік, які мае вышэйшы за 100 адсоткаў каэфіціент карыснага дзеяння

Літаратура[правіць | правіць зыходнік]

  • 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.