Первый закон термодинамики: его формулировки и математические выражения

Первый закон термодинамики

Первый законтермодинамики - частный случай всеобщего закона сохранения энергии, который гласит: энергия не исчезает и не создается вновь, она может лишь переходить от одного тела к другому или превращаться из одного вида в другой в равных количествах.

В термомеханической системе теплота превращается в работу, а работа - в теплоту в равных количествах.

В замкнутой системе, состоящей из теплового аккумулятора с запасом энергии Q, рабочего тела с внутренней энергией U, механического аккумулятора с запасом энергии L,

dQ+dU+dL=0,

т.е. алгебраическая сумма изменения энергии элементов системы равна нулю.

Если dQ – теплота, подводимая к рабочему телу, то

dQ=dU+dL.                                                                               (2.15)

Для 1 кг  (математическое выражение первого закона термодинамики, первая форма).

В конечных разностях: .    (2.16)

Формулировки первого закона термодинамики.

· Теплота, подводимая к рабочему телу, затрачивается на изменение его внутренней энергии и совершение им работы.

· Невозможно в каком-либо механизме периодически получать работу без подвода энергии извне.

· Вечный двигатель (perpetuum mobile) первого рода невозможен.

  Вечный двигатель первого рода – гипотетический двигатель, способный производить работу, не получая энергию извне.

Вторая форма математического выражения первого закона термодинамики:

;

;                                                            (2.17)

.                                                               (2.17а)

· Теплота, подведенная к рабочему телу, затрачивается на увеличение его энтальпии и располагаемой работы.

Термодинамические процессы

С идеальным газом