МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА

6. ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ

6.2. ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ. АДИАБАТИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС

Закон сохранения и превращения энергии, распространенный на тепловые явления, называется первым законом (первым началом) термодинамики.

Изменение внутренней энергии ΔU при переходе ее из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил А и количества теплоты Q, переданного системе:

Если система сама выполняет работу А' над внешними телами, то (поскольку А' = -А) первый закон термодинамики удобно формулировать так: количество теплоты Q, переданное системе, расходуется на изменение ее внутренней энергии ∆ U и на выполнение системой работы А над внешними телами:

Применение первого закона термодинамики к различным изопроцесса в газах представлены в таблице.

Ізопроцеси в газах

Адиабатический процесс - процесс в теплоизолированной системе (рис. 24, а):

Уравнение Пуассона для адиабатной процесса в идеальном газе:

- это отношение молярных (или удельных) теплоемкостей газа при постоянных давлении и объема.

Диаграмма процесса адиабатной в координатах р, V.

Адиабата (pV = const) размещается более круто, чем изотерма (Т = const, pV = const). Это объясняется тем, что при сжатии адіабатному увеличение давления газа обусловлено не только уменьшением его объема, как при изотермическом сжатии, но и повышением температуры. При адіабатному расширении температура снижается (ΔU = -А'), при сжатии - повышается (ΔU = А) (рис. 24, б).

Поскольку идеальной теплоизолирующей оболочки быть не может, адиабатический процесс в природе может быть только скоротечным: Q → 0.

Рис. 24