Тема 2. Закони термодинаміки

1. І закон термодинаміки (і зтд) – це закон збереження і перетворення енергії при теплових процесах.

Кількість теплоти, отримана ТДС у ході теплового процесу, іде на збільшення її внутрішньої енергії і на виконання нею роботи.

Q = ΔU + A (77)

І ЗТД заперечує можливість створення вічного двигуна І роду:

Не можна створити машину, яка б необмежено виконувала роботу, не отримуючи енергію ззовні, бо якщо тобто робота виконуватиметься за рахунок внутрішньої енергії, яка не є безмежною.

2. Адіабатний процес – ТДП, який відбувається без теплообміну із зовнішнім середовищем (або ТДС – ізольована, або ТДП – дуже швидкий): Q = 0 (Q = const). (78)

Приклад: стиск повітря у дизельному двигуні розширення пари шампанського при вильоті корка, розширення нагрітого повітря при підніманні у верхні шари атмосфери.

3. Застосування і зтд до ізопроцесів

*4. Застосування І ЗТД до ізопроцесів

Ізотермічний процес

(79)

Вся кількість теплоти, отримана газом при ізотермічному процесі, іде на виконання ним роботи розширення газу.

теплоємність речовини при цьому процесі не має фізичного змісту, оскільки не має нагрівання.

Ізохорний процес

(80)

Вся кількість теплоти, отримана газом при ізохорному процесі, іде на його нагрівання.

Теплоємність при ізохорному процесі (для 1-атомного газу)

; (81)

; . (82)

Ізобарний процес

(83)

Вся кількість теплоти, отримана газом при ізобарному процесі, іде на його нагрівання і на виконання ним роботи розширення газу.

Теплоємність при ізобарному процесі (для 1-атомного газу)

; (84)

; . (85)

Як видно, теплоємності при сталому тиску і сталому об’ємі відрізняються:

(86)

Рівняння Майєра встановлює зв’язок між теплоємностями при сталому тиску і сталому об’ємі.

Така різниця пояснюється тим, що Q, отримана газом при V = const, іде тільки на нагрівання, а при p = const, – ще і на виконання А.

Адіабатний процес – це ТДП, який відбувається у теплоізольованій системі.

0V

Рис. 38