Перший закон термодинаміки (стор. 59-72)

Перший закон термодинаміки є окре-мим випадком закону збереження енергії стосовно термодинамічних систем:

Енергія ізольованої термодинамічної системи залишається незмінною незалеж-но від того, які термодинамічні процеси протікають у цій системі.

Повна енергія системи Н:

H=U+pV=const

dH=dU+d(pV)=0 (1)

U=F+TS

H=F+TS+pV

dH=dF+d(TS)+d(pV)=0 (2)

Як правило, розглядаються системи відкриті (обмінюються енергією та величи-ною).

H=U+pV

dH=dU+d(pV)≤ ≥ 0 (3)

Для таких відкритих систем треба зна-ходити енергетичний баланс між енергією, яка підводиться, і куди ця енергія витра-чається. Якщо прийняти до уваги, що , то сюди можна підставити цю величину.

V=const

Для випадку, коли теплота підводиться під час незмінного тиску.

P=const

Для цього випадку елементарна тепло-та Q=m dT;

d(pV)=pdV

Vdp=0

(4)

Для скінченних величин

(5)

dq=du+pdv (6)

(7) для 1 кг

Рівняння (4)-(7) вказують енергетич-ний баланс для відкритої системи. Це є ма-тематичний вираз першого закону термо-динаміки:

Якщо до термодинамічної системи під-водиться певна кількість теплоти, то части-на її витрачається на зміну внутрішньої енергії, і друга частина – на виконання ро-боти.

Можна цей баланс виразити через ен-тальпію, коли V=const. Тоді із (3) ми буде-мо мати, що dU=dH-d(pV).

Але так як d(pV)=pdV+Vdp і в даному випадку буде дорівнювати нулю, то:

pdV=0

V=const

(8)