Эквивалентность тепла и работы

Представление об эквивалентности тепла и работы, стоящее за равенствами (5.2) и (5.3), сыграло столь большую роль в истории физики, что закон сохранения энергии, записанный в таком виде, получил название первого закона термодинамики. [c.102]

Эквивалентность тепла и работы является частным результатом более обш,его первого закона термодинамики, который утверждает, что тепло, подводимое к покоящемуся газу, расходуется частично на повышение его температуры, т. е. на увеличение внутренней энергии газа W , и частично на совершение внешней работы L. Первый закон термодинамики можно записать в дифференциальном виде [c.127]

Первый закон термодинамики, устанавливая количественную эквивалентность тепла и работы, ничего не говорит о направленности процессов их протекания. Эти условия устанавливает второй закон термодинамики. [c.41]

В последующих работах С. Карно обращался к проблеме эквивалентности тепла и работы, пытался вычислить тепловой эквивалент и пришел к выводу, что количество тепла в этом случае не остается постоянным, а изменяется на величину, соответствующую полученной работе. Тем не менее он не пересмотрел основного своего вывода о к. п. д. тепловых машин. Теорема осталась правомочной. Последние работы Карно не вышли в свет при его жизни. Перед термодинамикой, после открытия эквивалентности тепла и работы, стояла нерешенная задача обоснования теоремы Карно с новых позиций. И развитие термодинамики пошло по пути, выдвинувшему на первый план так называемое второе начало . [c.29]

С. Карно об эквивалентности тепла и работы, записанные в его дневнике, тогда не были известны мало кто знал и о высказываниях Лейбница и Ломоносова. Все трудности борьбы с учеными и неучеными противниками пришлись на долю Майера. [c.78]

ПРИНЦИП ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ ТЕПЛА И РАБОТЫ [c.53]

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]

Следовательно, между работой и теплом существует вполне определенное соотношение или, как говорят, существует эквивалентность тепла и работы, а именно [c.54]

Глава II ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ 7. ПРИНЦИП ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ ТЕПЛА И РАБОТЫ [c.23]

Принцип эквивалентности тепла и работы является частным случаем общего закона сохранения и превращения энергии. Число [c.23]

Исходя из кинетической теории тепла и материи, эквивалентность тепла и работы вполне очевидна, ибо согласно этой теории теплота тела есть механическая энергия движения его молекул и атомов. [c.24]

Эквивалентность тепла и работы [c.52]

ЭТОТ закон и пришли к принципу сохранения энергии. В. Томсон (лорд Кельвин), который, основываясь на работе Карно, предложил (в 1848) шкалу температуры (шкала Кельвина), также пришел к закону эквивалентности тепла и работы. Второй закон термодинамики был сформулирован Томсоном (1851) и Клаузиусом (1867). [c.48]

Здесь записано в полученной сумме, полагая для краткости Adw = dw, получим первую основную теорему термостатики, называемую теоремой об эквивалентности тепла и работы, а именно [c.44]

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]

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]

Таким образом, принципу эквивалентности тепла и работы можно дать более подробную формулировку, а именно при переходе тепла в работу каждый килограммометр работы дает Дг килокалории тепла и, следовательно, каждая исчезнувшая килокалория дает 427 килограммометров работы. Простейшим же выражением этого принципа является соотношение [c.39]

В предположении отсутствия в теле каких-либо других изменений, как-то химических и электрических, по закону сохранения энергии и по принципу эквивалентности тепла и работы лри принятых обозначениях получим уравнение теплового баланса . [c.42]

Принцип эквивалентности тепла и работы [c.602]

Упомянутый выше пример связи между нагревом и действием сил показывает, что условия (3) и (4) в общем случае не выполняются. Этот пример наводит на мысль, что между W, Ё а Q существует какая-то связь, но не диктует никакого конкретного соотношения. Единицы для Q и, следовательно, согласно (4), для Е были введены сначала применительно к условиям, в которых силы и движения отсутствуют. Эти единицы называются тепловыми и все еще широко используются в настоящее время. Решающие эксперименты Джоуля и других показали, что, несмотря на разобщенность первоначальных представлений о нагреве с понятиями механики, скорость нагрева может быть измерена в единицах скорости совершения работы. Этим выражается принцип эквивалентности тепла и работы. Этот принцип наводит на мысль, что скорость нагрева Q и скорость совершения работы W можно рассматривать как факторы, совместно производящие энергию, и это последнее предположение называется предположением о балансе энергии ) или, иногда, первым законом термодинамики. [c.77]

Первое экспериментальное подтверждение эквивалентности тепла и работы — известный опыт Джоуля. В этом опыте (точнее, во многих опытах) механическая работа превращалась в тепло за счет действия сил трения, причем количеству затраченной работы соответствовало всегда вполне определенное количество выделившейся теплоты. Тем самым была доказана эквивалентность теплоты и работы и установлен механический эквивалент теплоты, оказавшийся в опытах Джоуля весьма близким к современному значению его (различие не превосходит 8%). [c.13]

Рис. 1. Опыт Джоуля. Эквивалентность тепла и работы была

Первым законом термодинамики, как это следует из предыдущего, устанавливаются а) эквивалентность взаимных превращений тепла и работы и, следовательно, количественные отношения между теплом и работой при этих превращениях б) постоянство энергии изолированной термодинамической системы в) взаимная связь между теплом, внутренней энергией системы и работой изменения объема, совершаемой ею или совершаемой над ней окружающей средой. Этих закономерностей недостаточно для того, чтобы на их основе можно было решить целый ряд практически важных вопросов, таких как установление факторов, определяющих условия возникновения термодинамических процессов, направление и границы их развития и условия превращения тепловой энергии в механическую. [c.24]

Из первого закона следует, что в круговом процессе тепло и работа эквивалентны. Как показано в гл. 1, количества тепла и работы оцениваются на границах системы. Если система является куском меди, соприкасающимся с телом иной температуры, то возникает поток тепла. Но если оба тела находятся внутри границ системы, то же воздействие е будет вызывать обмена теплом между системой и средой. Аналогично, если система является грузом, поднимаемым на более высокий уровень за счет опускания другого груза вне системы, то возникает поток работы. Но если оба груза находятся внутри границ системы, то< такое же опускание груза не вызывает потока работы. [c.14]

Первый закон термодинамики устанавливает, что в любом цикли- ческом процессе или работа превращается в тепло, или тепло превращается в работу. При этом не делается особого различия между работой и теплом, если не считать указаний на способы их измерения. Как только способ измерений выбран, тепло и работа становятся вполне эквивалентными для всех применений первого закона. [c.155]

Когда была установлена эквивалентность теплоты и работы, были проведены специальные опыты с целью установления связи между единицами количества теплоты и работы. Этими опытами был определен так называемый механический эквивалент тепла — соотно- [c.158]

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]

Хотя несколько условно, но принцип эквивалентности может быть применен и к термодинамическим процессам передачи энергии в форме тепла и работы от одного тела к другому. [c.58]

Первый закон термодинамики устанавливает принцип сохранения энергии для всех процессов, сопровождающихся тепловыми явлениями согласно этому закону тепло и работа вполне эквивалентны. [c.575]

Принцип эквивалентности характеризует взаимные превращения тепла и работы, являющиеся основными формами передачи энергии между телами. Принцип эквивалентности состоит в том, что превращение тепла в работу и работы в тепло осуществляется в строго постоянном соотношении, которое характеризуется тепловым эквивалентом. [c.35]

Первый закон термодинамики рассматривает взаимопревращения тепла и механической работы. По этому закону тепло превращается в механическую работу или, наоборот, механическая работа в тепло в строго эквивалентных количествах. Это означает, что из данного количества тепла при его полном превращении в работу получается определенное количество работы. Точно так же из данного количества работы прн ее полном превращении в тепло получается определенное количество тепла. [c.24]

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]

Работа Карно появилась в то время, как в науке господствовала теория теплорода, а об эквивалентности тепла и работы еще никто и не догадывался. Карно не мог при своем анализе опираться на закон сохранения энергии. Тем более замечательными и гениальными представляются нам сейчас исследования Кггрно, результаты которых сохранили свою силу доныне, и нет никаких оснований считать, что они утратят свое значение при последующем развитии термодинамики. [c.95]

С точки зрения первого закона термодинамики не существует ограничений для превращения получаемого рабочим телом теила в работу. Этот закон требует только, чтобы при таких превращениях соблюдалась эквивалентность тепла и работы, т. е. чтобы не нарушался закон сохранения энергии. Но опыт показывает, что требований, предъявляемых первым законом термодинамики к процессам превращения тепла в работу, в циклически работающих двигателях недостаточно. [c.97]

Эквивалентность тепловой и механической энергии привела к формулировке общего закона сохранения энергии, согласно которому энергия не может быть ни создана, ни уничтожена, а только преобразована из одного вида в другой каждый вид энергии может переходить в другой, причем при таком превращении определенное количество исчезнувшей энергии одного вида дает эквивалентное ему количество энергии другого вида. Эквивалентность тепла и работы является, очевидно, частным случаем общего закона сохранения энертии, не будучи связана с какими-либо определенными представлениями о сущности тепловой энергии и строении вещества. С точки же зрения кинетической теоо ии тепла и материи эквивалентность тепла и работы вполне очевидна, поскольку согласно этой теории теплота материального тела есть не что иное, как механическая энергия движения его мельчайших частиц, т, е. молекул и атомов. [c.38]

После того как установлена эквивалентность тепла и работы, ясно, что первый закон термодинамики, непрерывно подтве рждаемый практикой, является, по существу, приложением закона сохранения энергии к тепловым явлениям. Его можно сформулировать также следующим образом невозможно создать машину, которая длительно производит работу без того, чтобы эквивалентное количество другой энергии не исчезло. [c.20]

Основная идея Карно состояла в том, что тепловая машнна п])01ьз-водит работу не за счет, поглощения тепла, а б.тагодаря передаче тепла от горячего тела к холодному, поэтому невозможно использовать тепло, не имея холодного тела, подобно тому как вода должна падать пз высокого резервуара в низкий. В своей книге Карно предполагает справедливым закон сохранения тепла и считает, что количество тепла есть функция состояния. Правда, позже он отказался от этого предположения и пришел к закону эквивалентности теила и работы, в частности, предложил различные способы оценки механического аквивалента тепла. Карно ввел цикл, известный теперь под его именем, и установил принцип Карно. [c.47]

II. Тепло и работа — принципиально различные термодинамические величины (эффекты термодинамических процессов) единица измерения этих величин связана известным соотношением термодинамики — значением термического эквивалента работы ( 4), который является второй характеристикой системы единиц (Л). Термический эквивалент, являющийся также символом эквивалентности иревращений энергии, обычно рассматривается как постоянная величина. [c.21]

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]

Хотя в своих рассуждениях Сади Карно использовал калорическую теорию тепла, его более поздние научт>ю заметки свидетельствуют о том, что он сознавал неподкрепленность калорической теории эксперимента. т. Карно понимал, что механическая работа имеет тепловой эквивалент и даже оценил переводной множитель, 3, 7 Дж/кал (более точно 4,18 Дж/кал) [1-3]. К сожалению, брат Сади Карно Ипполит Карно, ставший владельцем рукописен Сади после его кончины в 1832 г., сделал их достоянием научного сообщества только в 1878 г. [3]. IlMeiHio в этом году Джоуль опубликовал свою последнюю работу. К тому времени эквивалентность теплоты и работы и закон сохранения энергии были уже известны благодаря работам Джоуля, Гельмгольца, Майера п других исследователей. (В том же 1878 г. Гиббс опубликовал свою знаменитую работу О равновесии гетерогенных веществ .) [c.82]

Только тогда, когда изменяется состояние системы, а вместе с ним и ее энергия, можно изменение энергии системы разделить на произведенную системой работу и количество тепла, полученного системой. Такое деление не определяется однозначно начальным и конечным состояниями системы, а зависит от характера происходящего в системе процесса. Теплота и работа, являясь формами передачи Э нер РИИ, неразрывно связаны с процессом изменения со стояиия и предста19ляют собой фувкции процесса, происходящего с системой. Следует иметь в виду, что теплота и работа, будучи эквивалентны друг другу, поскольку как та, 1ак и другая представляют собой формы передачи энергии, вместе с тем не вполне равноценны. Эта нераоиоценность состоит в том, что в обычных окружающих нас условиях работа может быть превращена в тепло полностью, а подводимое к телу тепло может быть превращено в работу, как это будет показано в гл. 3, только частично теплота сама по себе полностью может переходить лишь во внутреннюю энергию тела, но не в другие формы энергии. [c.33]

Чтобы получить окончательный ответ на вопрос, поставленный Уаттом, следовало установить связь между механической работой и теплотой, принять идею эквивалентности теплоты и механической работы. Но в физике в то время механическая природа теплоты отвергалась. Считалось, что теплота определяется наличием в теле некоего специального вещества — теплорода, которым тела, имеющие разную температуру, обмениваются в процессе теплопередачи. Кстати, теория теплорода весьма неплохо объясняла многие явления, такие, как теплоемкость и теплопередача. Этой теории придерживался и Карно, хотя в его заметках уже намечалось понимание механической теории теплоты. Камнем преткновения для теории теплорода был в то время только один факт — откуда берется тепло при трении Конечно, приверженцы идеи теплорода находили хитроумнейшие объяснения опытам, в которых теплороду, казалось бы, неоткуда было взяться, но при этом свойства вещества должны были быть уж очень своеобразными. [c.106]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...