Перший закон термодинаміки простими словами

1. Визначення першого закону термодинаміки
2. Формула першого закону термодинаміки
3. Процеси першого закону термодинаміки
4. Перший закон термодинаміки для ізохорного процесу
5. Перший закон термодинаміки для ізобарного процесу
6. Застосування першого закону термодинаміки
7. Перший закон термодинаміки, відео

зміст:

• Визначення першого закону термодинаміки


• Формула першого закону термодинаміки


• Процеси першого закону термодинаміки


• Перший закон термодинаміки для ізохорного процесу


• Перший закон термодинаміки для ізобарного процесу


• Застосування першого закону термодинаміки


• Перший закон термодинаміки, відео

Проста формулювання першого закону термодинаміки може звучати приблизно так: зміна внутрішньої енергії тієї чи іншої системи можливо виключно при зовнішньому впливі. Тобто іншими словами, щоб в системі відбулися якісь зміни необхідно докласти певних зусиль ззовні. У народній мудрості своєрідним вираженням першого закону термодинаміки можуть служити прислів'я - «під лежачий камінь вода не тече», «без праці не витягнеш рибку зі ставка» і прочая. Тобто на прикладі прислів'я про рибку і праця, можна уявити, що рибка і є наша умовно закрита система, в ній не відбудеться ніяких змін (рибка сама себе не витягне зі ставка) без нашого зовнішнього впливу та участі (праці).

Цікавий факт: саме перший закон термодинаміки встановлює, чому зазнали невдачі всі численні спроби вчених, дослідників, винахідників винайти «вічний двигун», адже його існування є абсолютно неможливим згідно з цим самому закону, чому, дивіться абзац вище.

На початку нашої статті було максимального просте визначення першого закону термодинаміки, в дійсності в академічній науці існує цілих чотири формулювання суті даного закону:

• Енергія нізвідки не з'являється і ні куди не пропадає, вона лише переходить з одного виду в інший (закон збереження енергії).
• Кількість теплоти, отриманої системою, йде на вчинення її роботи проти зовнішніх сил і зміна внутрішньої енергії.
• Зміна внутрішньої енергії системи при переході її з одного стану в інший дорівнює сумі роботи зовнішніх сил і кількості теплоти, переданої системі, і не залежить від способу, яким здійснюється цей перехід.
• Зміна внутрішньої енергії неізольованою термодинамічної системи дорівнює різниці між кількістю теплоти, переданої системі, і роботою, досконалою системою над зовнішніми силами.

Формула першого закону термодинаміки

Формулу першого закону термодинаміки можна записати таким чином:

Q = ΔU + A

Кількість теплоти Q, що передається системі дорівнює сумі зміни її внутрішньої енергії ΔU і роботи A.

Процеси першого закону термодинаміки

Також перший закон термодинаміки має свої нюанси залежно від проходять термодинамічних процесів, які можуть бути ізохронними і ізобарна, і нижче ми детально опишемо про кожного з них.

Перший закон термодинаміки для ізохорного процесу

Ізохорним процесом в термодинаміки називають процес, що відбувається при постійному обсязі. Тобто, якщо будь-то в газі або рідини нагріти речовину в посудині, відбудеться Ізохоричний процес, так як обсяг речовини залишиться незмінним. Ця умова має вплив і на перший закон термодинаміки, що проходить при Ізохоричний процесі.

У Ізохоричний процесі обсяг V є константою, отже, газ роботи не робить A = 0

З цього виходить наступна формула:

Q = ΔU = U (T2) - U (T1).

Тут U (T1) і U (T2) - внутрішні енергії газу в початковому і кінцевому станах. Внутрішня енергія ідеального газу залежить тільки від температури (закон Джоуля). При Ізохоричний нагріванні тепло поглинається газом (Q> 0), і його внутрішня енергія збільшується. При охолодженні тепло віддається зовнішнім тілам (Q <0).

Перший закон термодинаміки для ізобарного процесу

Аналогічно Ізобаричний процесом називається термодинамічний процес, що відбувається в системі при постійному тиску і масі газу. Отже, в изобарном процесі (p = const) робота, що здійснюються газом, виражається наступним рівнянням першого закону термодинаміки:

A = p (V2 - V1) = p ΔV.

Ізобарний перший закон термодинаміки дає:

Q = U (T2) - U (T1) + p (V2 - V1) = ΔU + p ΔV. При изобарном розширенні Q> 0 - тепло поглинається газом, і газ здійснює позитивну роботу. При изобарном стисненні Q <0 - тепло віддається зовнішнім тілам. В цьому випадку A <0. Температура газу при изобарном стисненні зменшується, T2 <T1; внутрішня енергія зменшується, ΔU <0.

Застосування першого закону термодинаміки

Перший закон термодинаміки має практичне застосування до різних процесів у фізиці, наприклад, дозволяє обчислити ідеальні параметри газу при різноманітних теплових і механічних процесах. Крім суто практичного застосування можна цим законом знайти застосування і філософське адже що не кажіть, але перший закон термодинаміки є виразом одного з найбільш загальних законів природи - закону збереження енергії. Ще Еклезіаст писав, що ніщо нізвідки не з'являється і нікуди не йде, все перебуває вічно, постійно трансформуючись, в цьому і криється вся суть першого закону термодинаміки.

Перший закон термодинаміки, відео

І на завершення нашої статті вашій увазі освітній відео про перший законі термодинаміки і внутрішньої енергії.

Ця стаття доступна англійською -

.