Первый закон термодинамики

В технической термодинамике рассматривают частный случай общего закона сохранения и превращения энергии, устанавливающий эквивалентность между теплотой и механической работой. Закон сохранения и превращения энергии устанавливает, что энергия не уничтожается и не создаётся вновь, а лишь переходит из одной формы в другую в различных физических, химических и других процессах. Переход энергии одного вида в другой происходит по закону эквивалентности, то есть определённому количеству энергии данного вида всегда соответствует одно и то же количество энергии другого вида. И ещё: по закону эквивалентности теплота может превращаться в механическую работу или, наоборот, работа в теплоту в строго эквивалентных количествах. Это означает, что из данного количества теплоты в случае её полного превращения в работу получается строго определённое и всегда одно и то же количество работы, точно также, как и из данного количества работы при её полном превращении в тепло получается строго определённое и всегда одно и то же количество теплоты.

Эквивалентность между работой и теплотой выражается следующим уравнением:

Q=AL илиL=EQ, где:

L ― работа, перешедшая в теплоту, кгс·м;

Q ― теплота, полученная за счёт работы, ккал;

А ― коэффициент пропорциональности, который называется термическим эквивалентом работы;

Е ― механический эквивалент теплоты.

Значение механического эквивалента принимается равным: Е=427 кгс·м/ккал,а А=1/427 ккал/(кгс·м).

Однако при применении системы СИ, в которой работа и количество теплоты выражаются в одних и тех же единицах ― джоулях, эквиваленты А=Е=1, а уравнение закона сохранения энергии будет выглядеть так: Q=L.

Первый закон термодинамики имеет огромное теоретическое значение. Он находит широкое практическое применение для расчётов процессов изменения состояния рабочего тела. Этот закон устанавливает взаимосвязь между количеством сообщённого рабочему телу или отведённого от него тепла, величиной изменения его внутренней энергии и совершённой рабочим телом работы изменения объёма.

Из первого закона термодинамики следует, что полная энергия термодинамической системы в конце любого термодинамического процесса равна алгебраической сумме энергий её в начале процесса и количества энергий, подведённых к системе и отведённых от неё в ходе процесса.

Контрольные вопросы.

1. Что такое мощность? Должно быть известно из школьной программы.

2. Какой параметр не входит в число основных параметров термодинамической системы?

А. Температура. В. Удельный объём. С. Удельный вес. D. Давление.

3. Какое давление выражает превышение давления среды над атмосферным давлением.

А. Вакуумметрическое. В. Абсолютное. С. Избыточное.

4. Какая единица давления входит в систему СИ?

А. Бар. В. кг/см² С. мм рт ст. D. Н/м² (Па)

5. По какой шкале измеряется температура по Кельвину?

А. По стоградусной шкале. В. По термодинамической. С. по 180-градусной.

6. Какими способами происходит распространение тепла от одного тела к другому?

7. Что такое теплопроводность?