L07-Молекулярная физика
.pdf
теплопередачи, определяется количеством тепла Q, отданного одним телом другому.
Таким образом, приращение внутренней энергии |
|||
системы должно быть равно сумме совершенной над |
|||
системой работы А' и количества сообщенного |
al |
||
системе тепла Q: |
i |
||
|
|
t |
|
|
|
n |
|
Здесь U1 и U2 — начальное и конечное значения |
|
||
внутренней энергии системы. |
de |
|
|
|
|
||
|
f |
|
|
Вместо работы А', совершаемой внешними телами |
|||
над системой, рассматривают работуiА (равную - А'), |
|||
|
on |
|
|
совершаемую системой над внешними телами. |
|
||
Поэтому приводят уравнение к виду |
|
||
Оно выражает закон сохранения энергии и |
|
||
|
y |
первого закона |
|
представляет собой содержаниеC |
|||
|
pan |
|
|
(начала) термодинамики: количество тепла, |
|
||
сообщенное системе, идет на приращение |
|
||
внутренней энергии системы и на совершение |
|||
системой работы над внешними телами. |
|
||
m |
|
|
|
o |
|
|
|
Заметим, что иногда при сообщении тепла внутренняя энергия системы не возрастает, а убывает. В этом
Cслучае А > Q, т. е. система совершает работу как за счет получаемого тепла Q, так и за счет убыли запаса внутренней энергии. Вообще надо иметь ввиду, что величина Q может быть отрицательной. Тогда система в действительности не получает тепло, а отдает.
В СИ единицей количества тепла служит джоуль.
Количество тепла измеряется в калориях. Одна
калория равна количеству тепла, необходимому для |
|||||||
нагревания 1 г воды от 19,5 до 20,5° С. Опытным |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
al |
путем установлено, что одна калория эквивалентна |
|||||||
|
|
|
|
|
|
i |
|
4,18 дж. Следовательно, один джоуль эквивалентен |
|||||||
0,24 кал. |
|
|
|
t |
|||
|
|
n |
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
de |
|
|
При вычислении совершенной системой работы или |
|||||||
полученного системой тепла обычно приходится |
|||||||
разбивать рассматриваемый процесс на ряд |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
f |
|
|
элементарных процессов, каждыйiиз которых |
|
||||||
соответствует бесконечно малому изменению |
|
||||||
параметров системы. |
C |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Для элементарного процессаonимеем |
|
|
|||||
|
′ |
|
y |
|
′ |
|
|
|
pan |
|
|
|
|||
|
Q |
|
|
|
|
||
где |
|
|
- элементарное количество тепла, |
A |
- |
||
|
|
|
|||||
элементарная работа и U - приращение внутренней
энергии системы в ходе данного элементарного |
||
процесса. |
||
В символ ′ , стоящий при А и Q, вкладывается иной |
||
o′ |
|
|
смысл, чем в символ , стоящий при U. Символ |
||
C |
|
приращение внутренней энергии, символы |
означаетm |
||
Q |
и |
′ |
|
A означают не приращение, а элементарное |
|
количество теплоты и работы.
Величина совершенной системой работы и количество полученного системой тепла зависят от
|
пути перехода системы из одного состояния в другое. |
|||
|
Следовательно, ни Q, ни А не являются функциями |
|||
|
состояния, в силу чего нельзя говорить о запасе тепла |
|||
|
или работы, которым обладает система в различных |
|||
|
состояниях. |
|
|
al |
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
В случае перехода дифференциалам уравнение |
|
||
|
первого начала принимает следующий вид: |
|
||
|
d'Q = dU + d'A |
|
n |
|
|
|
t |
||
|
|
|
de |
|
|
Интегрирование по всему процессу (1-2) приводит к |
|||
|
|
i |
|
|
|
уже полученному ранее выражению |
|
||
|
|
f |
|
|
|
|
on |
|
|
|
Результат интегрирования d'A нельзя записать в виде |
|||
|
y |
|
|
|
|
Такая запись означалаCбы, что совершенная системой |
|||
|
pan |
|
|
|
|
работа равна разности значений (т. е. запасов) работы |
|||
|
во втором и первом состояниях. |
|
|
|
|
Уравнение первого начала термодинамики можно |
|||
|
написать и следующим образом: |
|
|
|
o′ |
|
|
|
|
C |
с учетомm того, что |
|
|
|
A = f h = pS h |
= p V . |
|
|
|
|
|
|
||