Первый закон термодинамики для замкнутого пространства.
Закон сохранения энергии. Первый закон термодинамики — частный случай закона сохранения энергии в применении к изучаемой термодинамической системе. Первый закон утверждает возможность и необходимость взаимного преобразования форм движения, устанавливает эквивалентность различных форм движения материи. Энергия как единая количественная мера различных форм движения сохраняется при любом взаимодействии. Для изолированной системы dU=0, т.е. U=const. Внутренняя энергия изолированной системы остается постоянной.
В общем случае рассмотрим систему, которая находится в сложном взаимодействии со средой. Пусть п — число видов взаимодействия (механическое, термическое, электрическое, магнитное и т, п.). Если обозначить количественную меру k-го взаимодействия через 
, то изменение внутренней энергии 
Изменение внутренней энергии системы равно сумме количеств воздействия различного рода.
Термомеханическая система. Для бесконечно малого изменения состояния термомеханической системы, которая участвует только в термическом и механическом взаимодействии со средой и находится в неподвижном состоянии du=dq-dl, где dq и dl - элементарные удельные количества теплоты и механическая работа. Изменение внутренней энергии системы равно алгебраической сумме сообщенного системе количества теплоты и совершенной ею механической работы.
Поскольку алгебраическая сумма работы и теплоты не зависит от пути процесса, дифференциал duявляется полным дифференциалом. dq=du+pdv Сообщаемая рабочему телу теплота идет на изменение внутренней энергии и на совершение рабочим телом работы расширения.
dq=dh-vdp Алгебраическая сумма приращения энтальпии системы и полезной внешней работы равна количеству сообщенной рабочему телу теплоты.
В изобарном процессе вся теплота, сообщаемая системе, идет на изменение энтальпии системы.
Рассмотрим замкнутый круговой процесс (цикл), в результате которого система возвращается в первоначальное состояние. Изменение внутренней энергии системы в результате кругового процесса 
. Внутренняя энергия рабочего тела е замкнутом круговом процессе (цикле) не изменяется Предположим, что система и среда находятся только в термическом и механическом взаимодействии. Обмен энергией между системой и средой происходит и в форме теплоты, и механической работы. 
Количество теплоты, полезно использованной в цикле, эквивалентно работе, совершенной рабочим телом за цикл. Результатом замкнутых круговых процессов или циклов является взаимное преобразование теплоты и работы в эквивалентных количествах. Двигатель, производящий энергию из ничего, нереализуем. Такой тепловой двигатель получил название вечного двигателя первого рода. Одна из формулировок первого закона термодинамики: вечн ый двигатель первого рода невозможен.
Дата добавления: 2015-12-17; просмотров: 22; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!