Повна версія

Головна arrow Природознавство arrow МОЛЕКУЛЯРНА ФІЗИКА І ТЕРМОДИНАМІКА

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

ПЕРШИЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМІКИ

Як було показано вище, зміна внутрішньої енергії може відбуватися при теплообміні або в процесі роботи. У більшості реальних випадків зміна внутрішньої енергії обумовлено тим і іншим фактором.

При будь-якій формі передачі енергії виконується загальний закон збереження енергії, відображенням якого і є перший закон термодинаміки (перший початок термодинаміки).

Сформулюємо I закон термодинаміки.

Приріст внутрішньої енергії системи при переході системи га одного стану в інший в результаті взаємодії її про зовнішніми тілами дорівнює сумі роботи зовнішніх сил і кількості теплоти, переданого системі.

З урахуванням співвідношень (59) і (60) і наведеної формулювання I закону термодинаміки можна записати рівність:

Тут А ' - робота зовнішньої сили, що діє на систему, в нашому випадку на газ, Q - кількість теплоти, що передається системі, д U - приріст внутрішньої енергії при переході системи зі стану з енергією Uj в стан з енергією 1Ь:

Співвідношенню (62) можна надати інший, більш зручний в зверненні вид, якщо розглянути крім роботи зовнішньої сили F ' роботу А сили F, що діє з боку системи на зовнішнє тіло.

Значення роботи цих сил А ' і А мають протилежні знаки, так як сили Г і F протилежні за напрямком, хоча і рівні по модулю відповідно до третього закону Ньютона: F = F '. Отже, з урахуванням А ' при підстановці в рівність (62), отримаємо:

З урахуванням рівняння (63), I закон термодинаміки можна сформулювати таким чином.

Кількість теплоти, передане системі , йде на приріст її внутрішньої енергії і на здійснення системою роботи над зовнішнім тілом (над зовнішніми силами).

Робота системи або роботи сили F мають однаковий сенс, так як джерелом сили F є сама система. Зауважимо також, що іноді в навчальних посібниках значення & U трактується як зміна внутрішньої енергії.

Зауваження. Необхідно, однак, більш строго слідувати змістом цього поняття: - є приріст внутрішньої енергії U і тому воно дорівнює

різниці значень U в кінцевому і початковому станах, тобто .: ді = і } -? / ,; є поняття убутку фізичної величини воно дорівнює різниці значень величини в початковому і кінцевому стані. І приріст, і спад фізичної величини - це є її зміна. На цей факт слід звернути увагу учнів.

Значення збільшення внутрішньої енергії є алгебраїчною величиною, отже, значення чи може бути як позитивним (чи > 0), так і негативним (чи <0). Це цілком зрозуміло, оскільки внутрішня енергія U може збільшуватися г > U t ) в одних випадках і зменшуватися (? /,> U 2 ) в інших.

Решта членів рівняння (63) також є алгебраїчними величинами. Якщо Q <0, то це означає, що система (наприклад, газ) віддає кількість теплоти зовнішніх тіл. Якщо робота системи А негативна, що має місце при її стисненні, то це означає, що позитивна робота зовнішнього тіла, що і викликає стиснення системи.

 
<<   ЗМІСТ   >>