Первое начало термодинамики

Материал из Викизнание
(перенаправлено с «Первый закон термодинамики»)
Перейти к: навигация, поиск
Реклама на Викизнании


Первое начало термодинамики — одно из основных положений термодинамикизакон сохранения энергии в применении к термодинамическим процессам; может быть сформулировано так:

  • «Невозможно создать вечный двигатель первого рода». Или так:
  • «Изменение полной энергии системы в квазистатическом процессе равно количеству теплоты ~Q, сообщенного системе, в сумме с изменением энергии, связанной с количеством вещества ~N при химическом потенциале ~\mu , и работы ~A', совершённой над системой внешними силами и полями, за вычетом работы ~A, совершённой самой системой против внешних сил» :
~\Delta U=Q-A+\mu \Delta N+A'.


Для элементарного количества теплоты ~\delta Q, элементарной работы ~\delta A и малого приращения (дифференциала) ~dU внутренней энергии первый закон термодинамики имеет вид:

~dU=\delta Q-\delta A+\mu dN+\delta A'.

Разделение работы на две части, одна из которых описывает работу, совершённую над системой, а вторая – работу, совершённую самой системой, подчёркивает, что эти работы могут быть совершены силами разной природы вследствие разных источников сил.


В общем случае суммарная работа термодинамической системы была описана Сергеем Федосиным в работе «Физика и философия подобия от преонов до метагалактик», Пермь: Стиль-МГ, 1999, 544 стр., Табл.66, Ил.93, Библ. 377 назв. ISBN 5-8131-0012-1 так:

~\delta (A-A')=-\left(u+L-P_{0}\right)dV-Vd{\mathbf  {r}}\cdot \nabla \left(u+L-P_{0}\right),

где ~u — плотность энергии поля, связанной с системой,

~L=\int {\frac  {p}{\rho }}d\rho — функция сжатия, зависящая от давления ~p и плотности вещества ~\rho , интеграл берётся за время протекания процесса,

~r — радиус-вектор элемента объёма,

~P_{0} — давление в покоящейся системе,

~V — объём системы.

Следовательно, при выполнении работы в термодинамической системе изменяется энергия поля и давления за счёт изменения объёма на величину ~dV, и происходит изменение градиентов плотности энергии поля и давления в объёме, связанном с системой. Приведём также формулу для полной энергии элемента объёма термодинамической системы:

~U=(u+L-P_{0})V+\mu N.

Полная энергия складывается из энергий поля и давления, а также энергии покоя частиц вещества.

См. также[править]

Интернет[править]

Статью можно улучшить?
✍ Редактировать 💸 Спонсировать 🔔 Подписаться на обновления 📩 Переслать ссылку 💬 Обсудить тут
Позвать друзей 

Только ваши пожертвования и спонсорская поддержка позволяют Викизнанию жить и развиваться!