Вечный двигатель первого рода не возможен – таков вывод из первого закона термодинамики

Теплота и работа являются двумя единственно возможными формами передачи энергии от одних тел к другим.

Вопрос 8. Записать формулы для расчета количества тепла, необходимого для нагрева М кг газа на Dt°C при постоянном объеме и давлении.

, Дж

где М – масса, вещества, кг; с_v – теплоемкость вещества при постоянном объеме, кДж/(кг×К); t ₁, t ₂ – температура вещества в начале и в конце процесса нагрева.

, Дж

где М – масса, вещества, кг; с_р – теплоемкость вещества при постоянном давлении, кДж/(кг×К); t ₁, t ₂ – температура вещества в начале и в конце процесса нагрева.

Вопрос 9. Соотношение между теплоемкостями идеального газа при P=const и V=const. Чему равна теплоемкость кипящей воды?

Теплоемкость. Изменение энтропии dS вещества можно вычислить по количеству теплоты, необходимому для повышения его температуры на один градус, т.е. по измеренной теплоемкости C. Но теплоемкость зависит от того, может ли вещество расширяться при постоянном давлении P, так как тогда за счет теплоты должна совершаться работа, связанная с расширением. Поэтому теплоемкость при постоянном давлении C_P больше теплоемкости при постоянном объеме C_V. Эти величины даются равенствами:

, ;

Разность теплоемкостей C_P и C_V выражается в тепловых единицах, а избыточная энергия, необходимая для совершения работы при расширении против сил давления, может быть выражена в механических единицах. Именно так Майер и вычислил механический эквивалент теплоты.