Теплота. Принцип эквивалентности теплоты и работы

В 1842 г. немецкий врач Р. Майер формулировал принцип эквивалентности тепла и работы как частное выражение закона сохранения и превращения энергии. Джоуль в результате ряда экспериментальных работ в 1843 г. подтвердил этот принцип. В 1847 г. появилась работа Гельмгольца, в которой принцип эквивалентности теплоты и механической работы распространяется на все физические явления и завершается формулировкой универсального закона сохранения энергии. [c.54]

Теплота. Принцип эквивалентности теплоты и работы [c.16]

Принцип эквивалентности тепла и работы. Что путем затраты механической энергии или работы можно получать теплоту, было известно из жизненного опыта с древних времен и использовалось еще первобытными людьми для добывания огня трением двух сухих кусков дерева одного о другой и высеканием огня посредством кремней. Практическое же доказательство возможности превращения теплоты в работу было дано на первых паровых машинах, работавших за счет теплоты , развиваемой топливом при его сгорании в топке парового котла. [c.37]

В 1748 г. М. В. Ломоносов в письме к Эйлеру, высказывая мысль о законе сохранения вещества и распространения его на движение материи, писал Тело, которое своим толчком возбуждает другое тело к движению, столько же теряет от своего движения, сколько сообщает другому . В 1755 г. Французская Академия наук раз и навсегда объявила, что не будет больше принимать каких-либо проектов вечного двигателя. В 1840 г. Г. Г. Гесс сформулировал закон о независимости теплового эффекта химических реакций от промежуточных реакций. В 1842—1850 гг. многие исследователи (Майер, Джоуль и др.) пришли к открытию принципа эквивалентности теплоты и работы. [c.30]

Из принципа эквивалентности теплоты и работы следует, что теплота и работа являются двумя эквивалентными формами передачи энергии. [c.30]

После опубликования работ Майера и Джоуля прошло немало лет, прежде чем физики осознали всю важность сформулированного ими принципа эквивалентности теплоты и механического движения. [c.108]

Термин первое начало (основной закон) термодинамики как принцип эквивалентности теплоты и работы ввел Р. Клаузиус в 1850 г. [c.85]

Закон сохранения энергии был давно известен в механике применительно к механической (кинетической и потенциальной) энергии. После-того как работами Джоуля и других ученых был установлен принцип эквивалентности теплоты и работы, закон сохранения был распространен на> другие виды энергии и в соответствии с его содержанием стал называться законом сохранения и превращения энергии. [c.28]

Если к рабочему телу подводится количество тепла Q, которое полностью переходит в работу то работа строго соответствует (эквивалентна) количеству тепла. В соответствии с этим принципом эквивалентности теплоты и работы, основывающемся на законе сохранения энергии, можно написать Q = I. Здесь предполагается, что Q и Ь измеряются в одинаковых единицах (в системе СИ в Дж). Если Q и I измеряются в разных единицах, то принцип эквивалентности теплоты и работы может быть написан в виде [c.16]

Применительно к теплоте и работе закон сохранения энергии носит название принципа эквивалентности теплоты и работы и формулируется следующим образом теплота может переходить в работу и работа в теплоту лишь в строго эквивалентных количествах. Многочисленными опытами установлено, что если 1 большая калория полностью превращена в работу, то в результате всегда получается 427 кгм работы и наоборот, если 1 кгм работы пол- [c.55]

До открытия в 1842 г, Р, Майером принципа эквивалентности теплоты и работы в науке господствовала теория теплорода, согласно которой теплота рассматривалась как некоторая невесомая и неуничтожимая жидкость, обладающая способностью перетекать из одних тел в другие. Перетеканием теплорода объяснялись различные явления теплообмена, В соответствии с этим количество теплоты определялось с помощью выражения [c.127]

ПРИНЦИП ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ ТЕПЛОТЫ и РАБОТЫ [c.21]

Аналитические выражения первого закона термодинамики устанавливают принцип эквивалентности теплоты и работы. Из него следует, что, если вся подведенная к телу теплота отводится в виде работы (или наоборот), внутренняя энергия тела не меняется. [c.41]

Исследование Клаузиуса по термодинамике стало классическим потому, что в нем впервые был приведен в логическую связь принцип эквивалентности теплоты и работы (I начало) с принципом Карно о переходе теплоты от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой (II начало) (Макс Планк, 1902). [c.76]

В 1842—1850 гг. исследователи Р. Майер, Д. Джоуль, Г. Гельмгольц и другие пришли к открытию принципа эквивалентности, т. е. к утверждению того, что превращение теплоты в работу и работы в теплоту осуществляется всегда в одном и том же строго постоянном количественном соотношении [c.30]

В 1842 году, т. е. лишь 18 лет спустя, Майер открыл эквивалентность теплоты и механической работы и первый сформулировал принцип сохранения энергии (первый закон термодинамики). [c.5]

Определение теплоемкости основано на использовании принципа эквивалентности. На основании многочисленных экспериментов известно, что получение механической энергии возможно только тогда, когда одновременно происходят другие эквивалентные энергетические изменения, например при фазовых превращениях или химических реакциях. Важнейшими формами энергии, с которыми мы будем встречаться в последующих разделах, являются механическая и тепловая. Пусть, например, над кристаллом в процессе трения совершена определенная работа А адиабатически, т. е. без теплообмена с окружающей средой. При этом его температура повысится настолько же, как при подводе к телу определенного количества теплоты Q. Теплота и работа, таким образом, эквивалентны друг другу [c.47]

Поскольку количественное преобразование тепла в работу и обратно,— работы в теплоту точно можно установить из опыта, то в основу первого закона термодинамики следует положить принцип эквивалентности, согласно которому превращение теплоты Q в механическую работу L не зависит от характера процесса превращения, а между количеством теплоты и работой имеется пропорциональная зависимость [c.53]

В гл. 2 (100 страниц) Калорическое уравнения состояния рассматриваются вопросы первый закон термодинамики количество теплоты удельные теплоемкости скрытая теплота тепловые эффекты механическая работа эквивалентность работы и теплоты принцип сохранения энергии внутренняя энергия калорическое уравнение состояния с эмпирической и термодинамической точек зрения простые однородные вещества (газы, жидкости, твердые тела, сложные системы) внутренняя энергия и теплоемкость с точки зрения кинетической теории. [c.256]

После этого говорится о том, что Клаузиус не только показал, что все результаты исследований Карно можно получить на новой основе, утверждавшей эквивалентность теплоты и работы и отрицавшей принцип сохранения теплоты, которого придерживался Карно, но что он в своих исследованиях пошел дальше. [c.358]

В основе закона сохранения и превращения энергии лежит принцип эквивалентности различных видов энергии. В процессе развития науки были вначале найдены количественные меры для каждого вида энергии. Раньше всего была установлена количественная мера для механической энергии. Она получила название механической работы. Впоследствии были найдены меры и для других видов энергии (химической, электрической, тепловой и т. д.). Они получили названия соответственно химической работы, электрической работы, а для тепловой энергии— теплоты. Для каждой из этих мер первоначально принималась своя единица измерения. Так, количество теплоты измерялось в килокалориях ккал), количество механической работы — в килограмм-метрах (кГ-м). [c.12]

Первое начало. Основные законы термодинамики принято называть началами. В классической термодинамике рассматриваются только два начала. Первое начало-частное выраи.ение принципа превращения и сохранения энергии, развившееся как результат установления эквивалентности теплоты и работы. В своих капитальных работах об атомно-молекулярном учении (1745— 1748 гг.), вылившихся по существу в механическую теорию теплоты, М. В.Ломоносов даёт закон, являющийся начальным этапом становления первого начала. Теоретические и экспериментальные работы Р. Майера (1842), Джоуля (1842—1850), Гельмгольца (1847), являясь последующими этапами развития первого начала, приводят к широкому признанию его в 1850— 1860 гг. [c.527]

Все приведенные постулаты второго начала термодинамики эквивалентны между собой и все отражают необратимость реальных процессов. Одновременно эти формулировки (особенно последняя) утверждают и невозможность построения вечного двигателя второго рода, который способен был бы работать без разностей температур, т. е. при наличии только одного источника теплоты. Если бы такой двигатель можно было построить, то он работал бы, например, за счет охлаждения атмосферы воздуха, воды в океане и т. п. Утверждение принципа о невозможности построения вечного двигателя второго рода также может служить формулировкой второго начала термодинамики. [c.56]

После Карно обоснованием второго начала термодинамики занимались Тсмсон и Клаузиус. Томсон сформулировал второе начало термодинамики в виде утверждения о невозможности осуществления теплового двигателя с одним единственным источником теплоты, т. е. такой машины, которая путем охлаждения моря или земли производила бы механическую работу в любом количестве, вплоть до исчерпания теплоты моря и суши и в конце концов всего материального мира. Ему же принадлежит открытие термодинамической шкалы температур. Клаузиус исходил из идей Карно и придал выводам последнего большую общность и строгость с учетом эквивалентности тепла и работы, т. е. окончательно освободил термодинамику от гипотезы о теплороде. Исторической заслугой Клаузиуса является формулировка второго начала термодинамики в виде следующего утверждения теплота сама собой не может переходить от тела холодного телу горячему. Позже он дал более расширенную формулировку второе начало гласит, что все совершающиеся в природе превращения в определенном направлении, которое принято в качестве положительного, могут происходить сами собой, т. е. без ксмпенсации, но в обратном, т. е. отрицательном, направлении они могут происходить только при условии, если одновременно происходят компенсирующие процессы. Далее Клаузиус вывел на основе этого принципа особую функцию состояния — энтропию. С помощью этого нового понятия Клаузиус придал второму началу термодинамики форму закона возрастания энтропии изолированной системы. Этот закон, по мнению Клаузиуса, должен был иметь силу для всей Вселенной, что оказалось неправомерной, а потому и неверной для всей Вселенной экстраполяцией второго начала термодинамики. [c.154]

В системе единиц МКГСС, часто называемой технической, в качестве трех основных единиц приняты единица длины — м единица времени — с единица силы, в частности веса — кгс (килограмм-сила). Масса является производной единицей, определяемой в соответствии со вторым законом механики по уравнению М = Gig, где G — вес (сила тяжести) в кгс g — ускорение силы тяжести в м/с М —масса вкгс-с-/м. Работа измеряется в кгс-м, теплота—внесистемной единицей ккал (килокалорией), энергия с учетом принципа эквивалентности теплоты и работы измеряется в ккал или в кгс - м. [c.4]

Герман Г ельмгольц родился в Потсдаме в 1821 г., умер в 1894 г. в Берлине, начал свою карьеру военным врачом. В 1847 г., будучи еще врачом, он прочитал в Берлинском обществе (основанном за два года до этого) свой знаменитый мемуар ОЬег die Erhaltung der Kraft, в котором впервые дается энергетическая формулировка интеграла живых сил с распространением принципа сохранения энергии на все другие виды явлений природы. (Попутно заметим, что в 1842 г. эквивалентность между теплотой и работой была установлена Р. Майером и экспериментально подтверждена Джоулем.) [c.299]

По принципу эквивалентности различных видов энергии теплота может измеряться единицами энергии и работы. Наряду с этим за единицу количества теплоты принимают калорию. Калория — количество теплоты, необходимое для нагревания единицы массы воды при определённых условиях на один градус стоградусной шкалы. Фригория — единица количества холода, равная калории, взятой со знаком минус. Нагревание предполагается при нормальном давлении н зависимости от интервала температур различают нулевую калорию — нагревание от О до 1°С пятнадцатиградусную калорию — нагревание от 14,5 до 15,5° С средняя калория определяется как сотая часть количества теплоты, необходимой для нагревания от О до 100° С. [c.434]

Широкое использование паровых машин в промышленности в начале прошлого века стимулировало изучение тепловых процессов. Было обраш,ено внимание на количественную эквивалентность теплоты и работы между 1840 и 1850 гг. трудами Ю. Майера, Дж. Джоуля и Г. Гельмгольца было установлено первое начало термодинамики. Далее первое начало было обобщено и понято как всеобш,ий и универсальный закон природы — принцип сохранения энергии. [c.6]

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]

На рис. 9.17,5 приведены схема передачи теплоты по механизму теплопроводности и эквивалентная электрическая схема для одной ячейки калориметра Кальве. По принципу физического подобия теплота эквивалентна электрическому заряду, тепловой поток - электрическому току, температура — напряжению, термическое сопротивление — электрическому сопротивлению, а теплоемкость — электрической емкости. Такая аналогия позволяет понять основные соотношения, характеризующие работу калориметра теплового потока. [c.125]

Дру1 ая широко известная формулировка второго закона термодинамики звучит так теплота не может самопроизвольно переходить от менее нагретого тела к более нагретому (Р. Клаузиус, 1850 г.). Несмотря на внешнее различие формулировок Томсона-—Планка и Клаузиуса, они эквивалентны. Эквивалентность формулировок означает, что каждая из них является следствием другой эквивалентность можно доказать и другим путем при нарушении одной формулировки должна нарушаться и другая (и наоборот). Воспользуемся вторым способом. Пусть имеется тепловой двигатель, отбирающий <71 = 100 кДж/кг от горячего источника, превращающий /ц=40 кДж/кг в работу и отдающий у = = 60 кДж/кг холодному источнику. Нарущим формулировку Клаузиуса, передав 60 кДж/кг от холодного источника к горячему самопроизвольно (без помощи из окрулсающей среды). После такой передачи оказывается, что горячий источник отдал 100—60=40 кДж/кг, которые тепловой двигатель полностью превратил в работу. Это — нарушение формулировки Томсона — Планка. Легко показать также, что при нарушении формулировки о принципе устройства теплового двигателя нарушается и формулировка о направлении самопроизвольного теплового потока. [c.44]

Если мы предполагаем, что принцип сохранения энергии остается верным для нашей системы, то нужно допустить, что энергия, которая во втором случае передается воде в форме механической работы вращения лопастей, в первом случае передается воде в немеханической форме. Эта форма энергии называется теилотой. Такам образом, мы приходим к выводу, что теплота и механическая работа эквивалентны, т. е. являются двумя различными видами одного и того же, а именно,— энергии. Отсюда следует, что мы должны объединить названием работа также действие электрических и магнитных сил, наравне с механической работой. Однако первые два вида работы редко рассматриваются в термодинамике. [c.20]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...