Вопрос № 66

Первое начало термодинамики.

 

            Это закон сохранения и превращения энергии применительно к тепловым процессам. Его формулировка: теплота Q, подведенная к закрытой системе, затрачивается на изменение DU ее внутренней энергии и на совершение системы работы A над внешними телами:

Q = DU + A.

            Работа и теплопередача – характеристики процесса изменения внутренней энергии системы; они функции процесса, но не состояния системы. В каждом состоянии система обладает вполне определенной внутренней энергией. Однако, н6ельзя говорить, что в ней содержится определенное количество теплоты или работы.

            Применение первого закона термодинамика к изопроцессам в одноатомных идеальных газах (ИГ).

1. Изотермический процесс: T = const; DU = 0; Q = A. При изотермическом процессе обмен энергией между ИГ и окружающими телами происходит и в форме теплопередачи, и в форме работы.
2. Изобарический процесс: P = const; Q = DU + A. При изобарическом процессе обмен энергией между ИГ и окружающими телами происходит в форме работы и теплопередачи. Сообщенная ИГ теплота затрачивается и на изменение энергии, и на совершение газом работы.

;       ;

.

3. Изохорический процесс: V = const; A = 0; Q = DU. При изохорическом процессе обмен энергией между ИГ и окружающими телами происходит только в форме теплопередачи. Вся подведенная к ИГ теплота затрачивается на изменение его внутренней энергии.

.

4. Адиабатический процесс – процесс, протекающий без теплообмена с окружающими ИГ телами: Q = 0; DU + A = 0.

При адиабатическом процессе обмен энергией между ИГ и окружающими телами происходит только в форме работы. Работа при таком процессе совершается за счет внутренней энергии газа. Если A > 0, газ расширяется, DU < 0 – температура газа понижается. Наоборот, если A < 0, газ сжимается, следовательно, DU > 0 – температура повышается.

.

Адиабата идет круче изотермы.

5. Круговой процесс. При круговом процессе система возвращается в исходное состояние, ее внутренняя энергия принимает первоначальное значение, т.е. DU = 0. Первый закон термодинамики для кругового процесса имеет вид:          Q_o = A_o.