Главная
Формулы физика термодинамика: Ошибка: 404 Материал не найден

Формулы физика термодинамика: Ошибка: 404 Материал не найден

Содержание

Молекулярная физика и термодинамика – Формулы, теоремы, определения

Нет нужного материала?

Укажите материал, который Вы не нашли, и он будет добавлен в самое ближайшее время!

Название*:

Раздел науки:

———Математика > АрифметикаМатематика > Арифметика > Арифметические действияМатематика > Арифметика > Рациональные числаФизика > Атомная и ядерная физикаМатематика > Квадратные уравненияФизика > Колебания и волныФизика > Колебания и волны > Механические волныФизика > Колебания и волны > Механические колебанияФизика > Колебания и волны > Электромагнитные волныМатематика > ЛогарифмыФизика > МеханикаФизика > Механика > ДинамикаФизика > Механика > Импульс, энергияФизика > Механика > КинематикаФизика > Механика > Механика жидкостиФизика > Молекулярная физика и термодинамикаФизика > ОптикаГеометрия > ПланиметрияМатематика > ПределыМатематика > ПрогрессииМатематика > Прогрессии > Арифметическая прогрессияМатематика > Прогрессии > Геометрическая прогрессияМатематика > Производная функцииФизика > Специальная теория относительностиГеометрия > СтереометрияМатематика > Теория группМатематика > Теория чиселМатематика > ТригонометрияМатематика > Формулы сокращенного умноженияФизика > ЭлектричествоФизика > Электричество > МагнетизмФизика > Электричество > Переменный электрический токФизика > Электричество > Постоянный электрический токФизика > Электричество > Электрическое полеФизика > Электричество > Электронные и ионные явленияМатематика > Элементарная математика

Что такое h3O*:

Данное поле ОБЯЗАТЕЛЬНО к заполнению, чтобы убедиться, что Вы человек

06-з.

Первый закон термодинамики

      § 06-з. Первый закон термодинамики

Мы знаем, что внутреннюю энергию тел можно менять теплообменом – передавая или забирая некоторое количество теплоты (см. § 6-в). Но опыты Румфорда и Джоуля продемонстрировали, что внутреннюю энергию тел можно менять совершением работы (см. § 6-ж). То есть существуют два различных равноправных способа изменения внутренней энергии тел: теплопередача и работа (см. формулу).

Математическая запись первого закона термодинамики. Формулаа читается так: «дэльта у равно ку плюс а».

          ΔU = Q + A          

ΔU – изменение внутренней энергии тела, Дж
Q – полученное им количество теплоты, Дж
A – совершённая над телом работа, Дж

Эта формула гласит, что изменение внутренней энергии тела есть величина, равная сумме количества теплоты, полученной этим телом, и совершённой над ним работы. Это утверждение, отражающее закон сохранения и превращения энергии, называется первым законом термодинамики

. Чтобы лучше его осознать, рассмотрим примеры.

Опыт «воздушное огниво». Возьмём толстостенный стеклянный цилиндр с поршнем. На дно цилиндра насыпем немного «серы» от спичек. Резко ударив по рукоятке, мы совершим механическую работу над воздухом: сожмём его. В результате воздух нагреется настолько сильно, что серный порошок в нём воспламенится без поджигания!

Объясним опыт. Удар длился недолго, поэтому передачей теплоты из цилиндра наружу можно пренебречь. Извне теплота также не поступала. Следовательно, теплообмен отсутствовал, то есть Q = 0. Тогда формула первого закона термодинамики применительно к этому опыту запишется так:

ΔU = 0 + A, то есть ΔU = A.

Последнюю формулу лучше писать наоборот: A = ΔU, что читается так: совершённая над телом работа идёт на изменение его внутренней энергии (если теплообмен отсутствует). То есть работа, совершённая над воздухом, привела к росту его внутренней энергии, и он нагрелся.

Опыт «туман в бутыли». Для него нам потребуются бутыль, пробка, шланг и насос (см. рисунок). Прежде чем вставить пробку, в бутыль наливают немного воды и несколько раз встряхивают, чтобы воздух внутри стал влажным. Удерживая пробку рукой, накачивают воздух. Когда нам становится трудно удерживать пробку, накачивание прекращают и ожидают 5–10 минут, чтобы воздух в бутыли охладился до комнатной температуры (так как при совершении над ним работы он нагрелся). При отпускании пробки она вылетает, и в бутыли образуется туман!

Разделим объяснение результатов этого опыта на три этапа.

1-й этап. Накачивая воздух, мы совершаем над ним работу. По аналогии с опытом «воздушное огниво», запишем первый закон термодинамики так: ΔU = 0 + A. Поскольку А – положительная величина, значит, и ΔU положительна. То есть внутренняя энергия воздуха изменяется в большую сторону – возрастает.

2-й этап. Давая воздуху охладиться, работу не совершали:

A = 0. Следовательно, первый закон термодинамики запишется: ΔU = –Q + 0. Знак «минус» означает, что воздух не получал теплоту, а отдавал её. Поскольку величина –Q является отрицательной, значит, и равная ей величина ΔU тоже отрицательна. Следовательно, внутренняя энергия воздуха изменяется в меньшую сторону – уменьшается.

3-й этап. Пробку отпускают, и она выталкивается струёй воздуха. Всё происходит быстро, поэтому теплообмен не успевает произойти: Q = 0. Кроме того, работа совершается не над воздухом, а им самим, следовательно, первый закон термодинамики запишется: ΔU = –A. Поскольку величина –A является отрицательной, то и величина

ΔU отрицательна. Значит, внутренняя энергия воздуха опять убывает. Он охлаждается, и в бутыли появляется туман.

В вашем браузере отключен Javascript.
Чтобы произвести расчеты, необходимо разрешить элементы ActiveX!