Первое начало термодинамики
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
| Начала термодинамики |
|---|
 |
| Статья является частью серии «Термодинамика». |
| Нулевое начало термодинамики |
| Первое начало термодинамики |
| Второе начало термодинамики |
| Третье начало термодинамики |
| Разделы термодинамики |
| Начала термодинамики |
| Уравнение состояния |
| Термодинамические величины |
| Термодинамические потенциалы |
| Термодинамические циклы |
| Фазовые переходы |
| править |
Первое начало термодинамики — одно из основных положений термодинамики, являющееся, по существу, законом сохранения энергии в применении к термодинамическим процессам.
Первое начало термодинамики сформулировано в середине XIX в. в результате работ Ю. Р. Майера, Джоуля и Г. Гельмгольца. Первое начало термодинамики часто формулируют как невозможность существования вечного двигателя 1-го рода, который совершал бы работу, не черпая энергию из какого-либо источника.
[править] Формулировка
Первый закон (первое начало) термодинамики можно сформулировать так:
«Количество теплоты, сообщенное системе в квазистатическом процессе, равно сумме изменения внутренней энергии системы и работы, совершённой системой против внешних сил»:
Количество теплоты, сообщаемое системе, расходуется на изменение внутренней энергии системы и на совершение системой работы против внешних сил.
Для элементарного количества теплоты δQ, элементарной работы δA и малого приращения (дифференциала) dU внутренней энергии первый закон термодинамики имеет вид:
Важно заметить, что dU является дифференциалом, а δA и δQ - нет.
[править] Случаи
Рассмотрим несколько случаев:
- Если δQ > 0, это совершенно очевидно означает, что тепло к системе подводится.
- Если δQ < 0, аналогично — отводится.
- Если δQ = 0, такую систему называют адиабатически изолированной.
Обобщая: в конечном процессе 1→2 элементарные количества теплоты могут быть любого знака. Общее количество теплоты, которое мы назвали просто Q — это алгебраическая сумма количеств теплоты, сообщаемых на всех участках этого процесса.
Аналогично дело обстоит с работой.
