ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Первое начало термодинамики из "Основные принципы термодинамики " В современной науке роль закона сохранения энергии исключительно велика законы сохранения материи и энергии являются базой научного естествознания. Предпосылками открытия закона сохранения энергии послужили экспериментальные и теоретические исследования в области физики и химии и успехи развития тепловых двигателей в XVIII и XIX столетиях. [c.30] На предварительных этапах борьбы за общее выражение законе сохранения энергии в форме первого начала термодинамики последовательно получены частные выражения закона сохранения энергии принцип исключенного Perpetuum mobile I рода, закон Гесса и принцип эквивалентности. [c.30] В настоящее время принцип исключенного Perpetuum mobile I рода является всего лишь простейшим следствием первого начала термодинамики вечный двигатель первого рода, будучи осуществлен в рамках какой-либо изолированной системы, способен безгранично увеличивать запас энергии этой изолированной системы, что противоречит постулату первого начала термодинамики — постулату сохранения энергии изолированных систем ( 1). [c.31] Закон Гесса (1840 г.) формулируется как утверждение о независимости теплового эффекта химических реакций от последовательности этих реакций алгебраическая сумма тепловых эффектов некоторого ряда последовательных реакций равна алгебраической сумме тепловых эффектов любого другого ряда реакций, если начальные и конечные состояния системы и термодинамические пути процессов (P idem или У=idem и т. п.) одинаковы. [c.31] Закон Гесса, предшествовавший открытию первого начала термодинамики, в настоящее время рассматривается как частное выражение первого начала термодинамики в термохимии. [c.31] Принцип эквивалентности в его классической формулировке характеризует взаимные превращения тепла и работы. превращения тепла в работу и работы в тёпло осуществляются в одном и том же (строго постоянном) соотношении, которое характеризуется величиной теплового эквивалента работы (тепловой эквивалент работы есть (количество теплоты, получаемое при прямой затрате единицы работы, например, в процессе прямого превращения работы в тепло путем трения). [c.31] Установление принципа эквивалентности было труднейшим этапом в формировании закона сохранения энергии, поэтому дата установления эквивалентности тепла и работы обычно отождествляется с датой открытия первого начала термодинамики (1842 г.). [c.31] Основное соотношение (46а) является определением тепловой единицы ккал — международной килокалории. [c.32] С точки зрения кинетической теории строения-вещества внутренняя энергия тела измеряется уровнем- кинетической энергии молекул этого тела, однако подобные воззрения недостаточны для объяснения всех известных явлений выделения энергии (химические и атомно-ядерные реакции и г. п.). Вопрос об истинной природе внутренней энергии тел тесно связан с изучением строения материи, причем решение этой специальной задачи, базирующееся на представлениях о природе непосредственно ненаблюдаемых явлений, выходит за рамки возможностей лишь одного закона сохранения энергии. [c.32] Принцип существования внутренней энергии термодинамической системы как функции координат состояния этой системы (47) является одним из важнейших следствий исходного постулата первого начала термодинамики. [c.33] В качестве исходного постулата первого начала термодинамики принято следующее утверждение ( 1) энергия изолированной системы сохраняет постоянную величину при всех изменениях, происходящих в этой системе, или, что то же, энергия не возникает из ничего и не может обратиться в ничто. [c.33] А — тепловой (термический) эквивалент механической работы. [c.34] Включение теплового эквивалента работы (Л) сообщает всем математическим выражениям первого начала термодинамики общий характер закона сохранения и эквивалентности превращений энергии. [c.34] Классическая термодинамика пользуется лишь понятиями внешнего баланса ЬQ , 64 ) в связи с этим и в целях упроще-шения терминологии первым началом термодинамики в дальнейшем называется выражение первого начала термодинамики по внешнему балансу (48) и (49), а первым началом термостатики — выражение первого начала термодинамики по балансу рабочего тела (50). Тот же принцип классификации используется и в дальнейшем принцип существования абсолютной температуры и энтропии, являющийся развитием первого начала термостатики и второго постулата, называется вторым началом термостатики, а соответствующее неравенство, вытекающее из классической системы внешних балансов и исходного постулата необратимости — вторым началом термодинамики. [c.35] В условиях обратимого течения процессов выражения первого начала термодинамики и первого начала термостатики совпадают (частное выражение первого начала термостатики для обратимых процессов бд = 0). [c.35] Выражения первого начала термодинамики и первого начала термостатики дополняются исходными ( 2) соотношениями распределения эффективной 6L ) и термодинамической (SL) работ. [c.36] Первое начало и второе начало термостатики составляют основу термодинамики рабочего тела (термостатики). Вместе с тем необходимо отметить, что лишь второе начало термостатики, опирающееся на независимый постулат, характеризуется как независимый принцип феноменологической термодинамики. Первое начало термодинамики (внешний баланс) и первое начало термостатики (баланс рабочего тела) имеют общее основание — первый постулат термодинамики, поэтому разделение этих принципов является в известной мере условным. [c.36] Коэффициент Джоуля—Томсона ( ),) сравнительно легко определяется экспериментально (внешнеадибатические дроссельные процессы, г = 1с1ет) произведение Ср реальных газов при невысоких давлениях зависит главным образом от температуры газа. [c.38] Вернуться к основной статье