Is e a 'chiad lagh aig thermodynamics toiseach gach rud a tha ann

Is e cuspair a bhith a 'sgrùdadh thermodynamics lùth anns a h-uile coltas aice agus, as cudromaiche, eadar-ghluasadan lùth bho aon ghnè gu fear eile. Tha e mar sin a 'tachairt gu bheil an ùine a thòisich ann an làithean tràtha de rannsachadh ann an raon an rannsachaidh cumhachd, agus aig an àm sin liosta de dhiofar sheòrsaichean lùth bha fhathast beag - meacanaigeach agus tearmach. Mar sin, sheall an t-ainm "thermodynamics" bunait an cuspair gu mionaideach - gluasad (gluasad) agus tionndadh teas gu obair mheacanaigeach agus a-rithist. Beag air bheag bha bun-bheachdan ann a tha a 'comharrachadh pròiseasan teirmeach: teasachadh dealachadh, comas teas agus, mu dheireadh, aonad airson tomhas an teas - calorie (1772, M. Wilke). Bidh tòrr ùine a 'dol seachad agus thèid a' chiad lagh teirmodynamics a chruthachadh, ach bha gach ceum mar thoradh air obair pianail mòran luchd-rannsachaidh.

A 'sgrùdadh laghan thermodynamics tha cuid de ghnàthasan a ghabhail os làimh, a' leigeil an sgrùdadh cuideam an nì is sònraichibh aitreabhan aca a bhith air a sgrùdadh. Tha na nithean fo sgrùdadh a 'riochdachadh mar shiostaman dùinte bho ghrunn mhòran. Ma tha e comasach san t-siostam a bhith a 'dearbhadh crìochan tomhas àraidh, is e sin a chanar ris a' chorp. Seo mar a nochd prìomh chom-pàirtiche an gnìomh thermodynamic: tha an siostam màthar, ceangailte ann an tomhas sònraichte, na deagh gas. Ann am pròiseas cruth-atharrachaidh lùtha, bidh an siostam thermodynamic ag atharrachadh a stàit, agus tha seata de bhun-bheachdan - paramedrau pròiseas a 'toirt iomradh air na h-atharrachaidhean sin. Ma thèid an teòthachd T, an àireamh V agus an cuideam P a ghabhail mar pharaimearan, tha iad gu leòr airson cunntas a thoirt air pròiseas thermodynamic sam bith. Chan eil a h-uile siostam air a mheas a-mhàin airson stàitean co-ionnan. Tha stèidheachadh co-chothromachd, mar eisimpleir teas, na phròiseas airson teas a thoirt seachad - bidh rudeigin a 'fuarachadh sìos, agus tha rudeigin air a theasachadh. Aig an aon àm, bidh na h-àireamhan "a thugadh seachad", mar a tha a 'chiad lagh aig thermodynamics, ag ràdh. Agus ann an so tha na prìomh Is e an duilgheadas gum airson linntean, saidheans co-dhùnadh: Search com-pàirtichean lùth metabolism agus gus co-dhùnadh an dreuchd aca sa phròiseas.

Is e bun-stèidh inneal teòiridheach thermodynamics 3 laghan. Thathar a 'smaoineachadh gum faod am buidheann lùth a ghabhail a-steach le bhith a' meudachadh a-staigh (mar eisimpleir, teasachadh) agus / no air sgàth gu bheil an lùth a-staigh ag obair air a bhith a 'faighinn thairis air feachdan bhon taobh a-muigh (mar eisimpleir, a' putadh air an pìos). Mar sin, a 'chiad lagh thermodynamics air a làimhseachadh mar a leanas: an t-atharrachadh ann an lùth-staigh U na buidhne a tha an t-suim de na lùth aca a ghabhail a-steach lùth Q agus taobh a-muigh na feachdan A. mhatamataigeach, tha seo a' cur an cèill tron infinitesimal atharrachaidhean mar a leanas:

DU = dQ + dA (1)

Gu dearbh, is e seo lagh glèidhteachas lùth, is urrainn dhuinn a ràdh, an lagh a bhith.

Mar as trice thathar a 'beachdachadh air rudan sònraichte pròiseasan thermodynamic anns a' mhodail far a bheil am buidheann obrach a 'toirt gas gu math freagarrach, a dh'fhaodas a bhith air a theasachadh agus / no air obrachadh gu meacanaigeach le feachdan bhon taobh a-muigh (leudachadh-dùmhlachd) le pìos, agus aon de na pàircean - cuideam P, tomhas V no teothachd T A bheil e co-ionnan ri bhith daonnan. Tha tagradh a 'chiad lagh de thermodynamics gu isoprocesses a' ciallachadh gu bheil e comasach tùsan de luchd-gabhail lùtha a shuidheachadh airson cumhaichean sònraichte.

Tha am pròiseas isochoric a 'ciallachadh gu bheil V = const. Seach gu bheil an obair meacanaigeach nach eil ri fhaotainn, a chionn volume Chan eil atharrachadh le bhith a 'teasachadh a-mhàin urrainn mheudachadh taobh a-staigh lùth, agus an uair sin: Da = pdV = 0, agus mar sin du = dQ agus faodaidh e co-dhùnadh bho na dàimh:

DQ = (m / M) * CV * dT (2)

Mar sin, tha am pròiseas isochoric mar thoradh air meudachadh teòthachd.

Tha am pròiseas isobaric a 'gabhail ris p = const, agus thèid an t-suidheachadh seo a choileanadh ma tha an t-ionad-obrach a' dèanamh obair meacigeach air teasachadh, mar eisimpleir, a 'gluasad na pìne. Ma thionndaidheas tu tagradh a chur a chur an cèill gu teas lùth, agus a 'co-aontar a Mendeleev-Clapeyron, aon urrainn dhut fhaighinn a chur an cèill airson obrachadh a-mach an meacanaigeach obrachadh gas :

A = (m / M) * R * (T2-T1) (3)

Is e R an seasmhachd gas, agus tha e a 'ciallachadh obair gus meudachadh a thoirt air an tomhas-gas ann an aon aon bhòcain, ma dh'atharraicheas an teòthachd le aon cheum Kelvin. Co-dhùnadh: anns a 'phròiseas isobaric, tha an gas air a lìonadh le cumhachd teasachaidh (2) agus bidh e a' toirt a-mach pàirt den àrdachadh lùth a-staigh le leudachadh (3).

Tha am pròiseas anns a bheil T = const, ann am thermodynamics air a bheil isothermal. Tha a chridhe na laighe air sgàth gu bheil an lùth a-staigh a gheibhear air sgàth teasachadh air a chosg gu tur airson obair air a bhith a 'faighinn thairis air feachdan taobh a-muigh. Tha a 'chiad lagh aig thermodynamics airson isoprocesses a' moladh gu bheil an lùth a-staigh aige a 'dèanamh suas airson cosgaisean obair mheacigeach a dhèanamh agus a rèir an atharrachaidh anns a' chuideam. Obraich a-mach na cosgaisean lùtha seo bhon abairt:

C = A = (m / M) * R * T * (ln (p1 / p2)).