Первый закон термодинамики

Существование двух способов передачи энергии термодинамической системе позво­ляет проанализировать с энергетической точки зрения равновесный процесс перехода системы из какого-либо начального состоя­ния 1 в другое состояние 2. Изменение внутренней энергии системы

U_1-2 = U₂- U₁

в таком процессе равно сумме работы A’_1-2 совершаемой над системой внешними силами и теплоты Q_1-2 сообщенной системе:

U_1-2 = A’_1-2 + Q_1-2 (2. 3)

Работа A’_1-2 численно равна и противопо­ложна по знаку работе A_1-2, совершае­мой самой системой против внешних сил в том же процессе перехода:

A’_1-2 = - A_1-2.

Поэтому выражение (2.6) можно переписать иначе:

Q_1-2 = U_1-2 + A_1-2 (2. 3)

Первое начало термодинамики: теплота, сообщаемая системе, расходуется на изменение внутренней энергии системы и на совершение системой работы против внешних сил.

Q = dU + A (2. 3)

dU – внутренняя энергия, является полным дифференциалом.

Q и A не являются полными дифференциалами.

Q_1-2 = (2.3)

.

Исторически установление первого начала термодинамики было связано с неудачами создания вечного двигателя первого рода (перпетуум мобиле), в котором машина совершала бы работу не получая извне тепла и не затрачивая при этом никакого вида энергии. Первый закон термодинамики говорит о невозможности построения такого двигателя.

Q_1-2 = U_1-2 + A_1-2

6. Содержание

   • Содержание
   • Основы молекулярной физики
   • Введение
   • Основные понятия
   • 1. Идеальным газом, называется газ, подчиняющийся следующим условиям:
   • Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов.
   • Уравнение состояния идеального газа
   • Изопроцессы в газах.
   • Закон Дальтона
   • Распределение молекул идеального газа, по скоростям и энергиям теплового движения
   • Максвелловское распределение по скоростям.
   • VВ (наиболее вероятная скорость)
   • Идеальный газ в силовом поле. Барометрическая формула
   • Закон Больцмана
   • Основы термодинамики
   • Общие понятия термодинамики
   • Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы
   • Работа и теплота
   • Работа газа
   • Первый закон термодинамики
   • Применение первого начала термодинамики к изопроцессам.
   • Изобарный процесс.
   • Изохорный процесс
   • Изотермический процесс
   • Теплоемкость газов
   • Адиабатный процесс.
   • Состояние системы. Обратимые и необратимые процессы.
   • Круговые процессы (циклы)
   • Второе начало термодинамики
   • Цикл Карно
   • Термодинамическая шкала температур
   • Энтропия
   • 3) Знак dS определяется q. Если q  0, система получает теплоту и изменение энтропии dS  0, т.Е. Энтропия возрастает. Если q  0, то dS  0 и энтропия системы убывает.
   • 4) Энтропия замкнутой системы, совершающей обратимый цикл Карно, не изменяется.
   • 5) Если система совершает необратимый процесс, то её энтропия возрастает. Действительно, для необратимых циклов , т.Е.
   • Свободная энергия
   • Энтальпия
   • Термодинамические потенциалы
   • Макроскопические параметры. Вероятность и флуктуации.
   • Энтропия и вероятность. Статистический смысл второго начала термодинамики
   • Гипотеза о «тепловой смерти» вселенной.
   • Реальные газы
   • Силы и потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия
   • Уравнение Ван-дер-Ваальса.
   • Учет собственного объема молекул.
   • Учет притяжения между молекулами.
   • График уравнения ван-дер-ваальса
   • Реальные и критические изотермы
   • Внутренняя энергия реального газа
   • Фазовые переходы
   • Испарение и кипение
   • Изменение энтропии при фазовых переходах
   • Зависимость температуры фазового перехода от давления. Уравнение Клапейрона — Клаузиуса
   • Явления переноса
   • Общая характеристика явлений переноса
   • Средняя длина свободного пробега
   • Диффузия газов
   • Внутреннее трение в газах
   • Теплопроводность газов