4. Первое начало термодинамики

Формулировки экспериментального закона: первое начало термодинамики; закон сохранения энергии с учетом тепловых и механических явлений.

Ф ормула экспериментальной связи физических величин и словесное изложение формулы: ΔQ = ΔU + A. Подведенная к термодинамической системе теплота ΔQ может быть израсходована на изменение внутренней энергии системы ΔU и (или) на совершение механической работы A.

Расшифровка формулы: ΔQ − подведенная к термодинамической системе теплота; ΔU – изменение внутренней энергии системы; A – работа, совершенная газом (на рисунке C_V – теплоемкость при постоянном объеме, ΔT – изменение температуры).

Смысл константы (фундаментальная/нефундаментальная): новой константы не возникает.

Условия применения закона: закон применяется всегда (выполняется для всех реальных систем).

5. Второе начало термодинамики. Вечный двигатель второго рода

Формулировки экспериментального закона: второе начало термодинамики. Запрет на один из способов энергетических превращений: теплота не может полностью переходить в работу, в любой тепловой машине часть теплоты расходуется бесполезно. Тепловая машина, в которой тепло полностью переходит в механическую работу, называется вечным двигателем второго рода. Вечный двигатель второго рода невозможен.

Формула экспериментальной связи физических величин и словесное изложение формулы: одна из формулировок второго начала термодинамики состоит в утверждении о том, что вечный двигатель второго рода невозможен. Принцип создания вечного двигателя второго рода состоит в том, чтобы взять теплоту у нагретого тела и полностью превратить ее в работу.

Таким образом, вторая формулировка второго начала термодинамики состоит в следующем: взять теплоту у нагретого тела и полностью превратить ее в работу невозможно.

Третья формулировка относится к ограничению на КПД тепловой машины. Максимальный КПД тепловой машины с температурой нагревателя Т₁ и температурой холодильника Т₂ равен КПД тепловой машины, работающей по циклу Карно, с теми же температурами нагревателя и холодильника η_max = .

Р асшифровка формулы: η_max – максимально возможный КПД тепловой машины; Т₁ – температура нагревателя тепловой машины; Т₂ – температура ее холодильника.

Смысл константы (фундаментальная/нефундаментальная): новой константы не возникает: η_max > η_реал.

Условия применения закона: формула применяется ко всем известным тепловым машинам.

6 . Закон Паскаля

Формулировки экспериментального закона: закон Паскаля.

Формула экспериментальной связи физических величин и словесное изложение формулы: P(h) = const. На фиксированной высоте в силовом поле тяжести Земли давление, оказываемое молекулами газа или жидкости на некоторую площадку, ориентированную в пространстве произвольным образом, остается постоянным.

Расшифровка формулы: P – давление на фиксированной высоте h в силовом поле тяжести.

Смысл константы (фундаментальная/нефундаментальная): константой оказывается давление на заданной высоте в силовом поле.

Условия применения закона: применяется для исследования давлений столбов жидкостей и газов в полях тяжести планет. (Для определения атмосферных давлений планет на разных высотах и давлений внутри водоемов.)