ОЧЕРКИ
Очерк 6. Электродинамика Максвелла
7.1. Состояние вопроса и постановка задачи
7.3. Теплота, внутренняя энергия и энтальпия газа
7.4. Температура, давление и уравнение состояния газа
7.5. Первое начало термодинамики
7.7. Второе начало термодинамики
7.8. Статистическое толкование энтропии
7.9. Термодинамические процессы
7.11. Эффективность преобразования теплоты
Пример 7.1. Атмосферный двигатель
Очерк 8. Макроскопическая природа трения
[Главная][Презентация][Очерки][Статьи][Брошюра][Изобретения][Мой архив]
7.5. Первое начало термодинамики
Из
определения (7.8) для приращения теплоты или соотношения
(7.10) путём их
дифференцирования приходим к следующему выражению:
(7.12)
dQj
=
kdT
=
Vj
dp
+
pdVj
.
Оно
показывает, что процесс подвода теплоты к газу сводится к повышению его
температуры и в общем случае сопровождается увеличением его давления и объёма, а
в частных может происходить либо при постоянном объёме (первое слагаемое правой
части), либо при постоянном давлении (второе слагаемое). На рис. 7.2
составляющие этого соотношения представлены графически на
pV-диаграмме
произвольного термодинамического процесса.
|
|
Рис. 7.2. Элементарная внутренняя энергия Vdp и элементарная работа pdV на pV-диаграмме. |
Подвод
теплоты к газу при постоянном давлении сопровождается увеличением объёма газа,
поэтому второе слагаемое уравнения (7.12) описывает процесс превращения теплоты
в механическую работу
dLj
расширения молекулы газа. Сравнивая теперь уравнения (7.12) и (7.2) и учитывая,
что согласно определению (7.4) для приращения теплоты
dQj = [u/c, K]dr = – [K, u/c]dr
= – dQj ,
приходим
к ещё одному определению приращения внутренней энергии:
(7.13)
dWj
=
Vj
dp
= –
Vj
dp;
параметр
–
Vj
dp
также
представлен в графической форме на рис. 7.2.
Теперь
для газа в целом вместо (7.12) имеем уравнение
(7.14)
dQ
=
dW
+
dL.
Если
процесс осуществляется без теплообмена (сжатие или расширение газа при
dQ
= 0),
то
согласно (7.12) и (7.14) происходит взаимное и эквивалентное превращение работы
dL
во
внутреннюю энергию
dW
газа и
обратно.
Уравнения (7.12) и (7.14) определяют первый закон или первое начало термодинамики в приложении к молекуле и газу. Применительно к газу в целом он формулируется так: подводимая к газу теплота затрачивается на повышение его внутренней энергии и совершение механической работы расширения. Для количественных расчётов тепловых процессов по уравнениям (7.12) или (7.14) используют понятия теплоёмкости газа, измеряемой при постоянном объёме или постоянном давлении.
[Главная][Презентация][Очерки][Статьи][Брошюра][Изобретения][Мой архив]