Автор работы: Пользователь скрыл имя, 01 Сентября 2013 в 09:00, реферат
Термодинамика представляет собой науку о взаимных превращениях различных видов энергии. Основу термодинамики составляют фундаментальные законы природы. Сформулированные в термодинамических понятиях, они называются законами или началами термодинамики. Благодаря высокой достоверности и независимости этих законов от свойств конкретных тел термодинамика успешно решает разнообразные задачи технического характера.
На основе термодинамики разрабатывают новые и совершенствуют существующие тепловые машины и установки и создают высокоэффективные технологии, обеспечивающие экономное расходование энергетических и материальных ресурсов.
Введение ………………………………………………………………….. 3
Первый закон термодинамики ………………………………………. 4
Внутренняя энергия, работа изменения объема, теплота ………......... 5
Аналитическое выражение первого закона термодинамики ……………. 9
Первый закон термодинамики в изопроцессах …………………………. 10
Список используемой литературы ………………………………………. 12
Q = U(T2) – U(T1) = ΔU,
т. е. количество теплоты, подведенное к системе при постоянном объеме, равно увеличению внутренней энергии данной системы.
Здесь U(T1) и U(T2) – внутренние энергии газа в начальном и конечном состояниях. Внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры (закон Джоуля). При изохорном нагревании тепло поглощается газом (Q > 0), и его внутренняя энергия увеличивается. При охлаждении тепло отдается внешним телам (Q < 0).
2. В изобарном процессе (p = const) работа, совершаемая газом, выражается соотношением L = p(V2 – V1) = pΔV.
Следовательно, первый закон термодинамики для изобарного процесса выражается соотношением:
Q = U(T2) – U(T1) + p(V2 – V1) = ΔU + pΔV
При изобарном расширении Q > 0 – тепло поглощается газом, и газ совершает положительную работу. При изобарном сжатии Q < 0 – тепло отдается внешним телам. В этом случае L < 0. Температура газа при изобарном сжатии уменьшается, T2 < T1; внутренняя энергия убывает, ΔU < 0.
3. В изотермическом процессе (Т = const) температура газа не изменяется, следовательно, не изменяется и внутренняя энергия газа, ΔU = 0.
Первый закон термодинамики для изотермического процесса выражается соотношением:
Q = L
Количество теплоты Q, полученной газом в процессе изотермического расширения, превращается в работу над внешними телами. При изотермическом сжатии работа внешних сил, произведенная над газом, превращается в тепло, которое передается окружающим телам.
Наряду с изохорным, изобарным
и изотермическим процессами в термодинамике
часто рассматриваются
L = –ΔU,
то есть газ совершает работу за счет убыли его внутренней энергии. При адиабатном расширении газ совершает положительную работу (A > 0), поэтому его внутренняя энергия уменьшается (ΔU < 0). Это приводит к понижению температуры газа. Вследствие этого давление газа при адиабатном расширении убывает быстрее, чем при изотермическом расширении
Таким образом, теплота, изменение внутренней энергии и работа, входящие в уравнение первого закона термодинамики, могут быть положительными, отрицательными, а в отдельных случаях равными 0.
Принято:
1. теплота подводится к рабочему телу dq > 0;
2. теплота отводится от рабочего тела dq < 0;
3. температура рабочего тела растет (dT > 0) du > 0;
4. температура рабочего тела уменьшается (dT < 0) du < 0;
5. работа совершается газом при его расширении (dv > 0) dl > 0;
6. работа воспринимается газом при его сжатии (dv < 0) dl < 0.
Список используемой литературы