Министерство образования РФ
Самарская государственная экономическая академия Реферат (отработка семинара №7). Первое начало термодинамики. Выполнил: студент СГЭА факультета
систем управления группы М.О.-1
1 курса Манагаров Р.И.
Проверил: Мирошников Юрий ФёдоровичСамара 2002Закон представляет формулировку принципа сохранения энергии для термодинамических
систем. Он формулируется следующим образом:
При переходе системы из состояния A в состояние B сумма работы и теплоты, полученных системой от окружающей среды, определяется только состояниями A и B; эта сумма не зависит от того, каким способом осуществляется переход из A в B.
Это означает, что существует такая величина E, характеризующая внутреннее состояние системы, что разность ее значений в состояниях A и B определяется соотношением
EB–EA = Q–L , | (1) |
где (–L) – работа, совершенная средой над системой, а Q – количество тепла, полученное системой от окружающей среды (количество энергии, передаваемое системе термическим образом, т.е. в форме, отличной от работы). Величина E называется внутренней энергией системы.
Для бесконечно малого изменения состояния
dE = δ Q–δ L , | (2) |
или, используя выражение для δ L,
dE = δ Q–PdV . | (3) |
Таким образом, изменение внутренней энергии системы равно сумме полученного тепла и совершенной над системой работы. (1)
Пример: Рассмотрим систему, состоящую из определенного количества воды в сосуде. Энергию системы можно увеличить двумя путями. Первый: можно нагревать сосуд на огне. При этом объем воды почти не увеличивается, т.е. dV = 0 и, следовательно, работа не производится. Второй путь: опустим в воду установку с вращающимися лопастями и путем трения увеличим температуру воды до того же значения, что и в первом случае. Конечные состояния системы и приращения ее энергии в обоих случаях одни и те же, но во втором случае увеличение энергии обусловлено работой.
Эквивалентность теплоты и механической работы становится особенно ясной, если рассмотреть циклический процесс. Так как начальное и конечное состояния цикла одинаковы, то изменение энергии равно нулю (EA = EB) и, следовательно,
L = Q , | (4) |
т.е. работа, совершенная системой во время цикла, равна количеству теплоты, поглощенному системой. (4)
Теплота измеряется в единицах энергии – эргах, джоулях и калориях. Соотношение между джоулем и калорией имеет вид
1 кал = 4.18 Дж . | (5) |
Это – механический эквивалент теплоты.
Величины Q и L не являются функциями состояния системы; они зависят от способа перехода из состояния А в В. Соответственно этому δ Q и δ L не являются полными дифференциалами. Это обстоятельство и отмечается использованием символа δ, а не d. (1)
Применим первый закон к системам типа однородной жидкости, состояния которых определяются двумя из трех переменных P, V и T. В этом случае любая функция состояния системы и, в частности, внутренняя энергия E будет функцией двух переменных, выбранных в качестве независимых.
Чтобы избежать неправильного толкования того, какая переменная является независимой при вычислении частной производной, будем
Похожие работы
Тема: Первое начало термодинамики |
Предмет/Тип: Физика (Реферат) |
Тема: Первое начало термодинамики |
Предмет/Тип: Математика (Доклад) |
Тема: Первое начало термодинамики и его применение |
Предмет/Тип: Химия (Реферат) |
Тема: Первое начало термодинамики и его применение |
Предмет/Тип: Химия (Реферат) |
Тема: Первое начало термодинамики и изопроцессы. Коэффициент полезного действия |
Предмет/Тип: Физика (Реферат) |
Интересная статья: Быстрое написание курсовой работы