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熱力學的第一定律是存在的一切的開始

研究熱力學的課題是其所有表現的能量,最重要的是從一個物種到另一個物種的能量轉換。 事實證明,這個術語本身就是在能源領域的科學研究的曙光中出現的,而當時的 各種類型的能源 列表仍然很小 - 機械和熱能。 因此,“熱力學”的名稱最準確地反映了主體的本質 - 運動(轉移)和熱轉化為機械工作,反之亦然。 漸漸地有一些概念表徵熱過程:融合熱,熱容量,最後是用於測量熱量熱量的單位(1772,M.Wilke)。 很多時間將通過,制定熱力學第一定律,但每一步都是許多研究人員辛勤工作的結果。

為了研究熱力學規律,已經採用了一些可以分離研究對象並規定其研究屬性的慣例。 正在研究的物體被表示為來自大量顆粒的封閉系統。 如果在系統中有可能確定一定體積的邊界,則稱為身體。 這是熱力學作用的主要參與者如何出現:顆粒系統,封閉在一定的體積,是理想的氣體。 在能量轉換的過程中,熱力學系統改變其狀態,這些變化由一組概念 - 過程參數描述。 如果將溫度T,體積V和壓力P作為參數,則它們足以描述任何熱力學過程。 所有系統僅被認為是平衡狀態。 建立一個平衡,例如熱,是一種傳熱過程 - 一些冷卻下來,一些東西被加熱。 同時,如“熱力學第一定律”一樣,數量“給予”將是一樣的。 這裡是科學家解決數百年的主要任務:尋找能源交流參與者及其在過程中的作用定義。

熱力學理論裝置的基礎是3條法律。 假設身體可以通過增加其內部(例如加熱)和/或由於其內部能量來克服外力(例如,推動活塞)來吸收能量。 從這一點出發,熱力學第一定律解釋如下:體內 內能 的 變化 U是其吸收的能量Q與外力的能量之和A.數學上,這是用無窮小的變化表示如下:

DU = dQ + dA(1)

其實這就是能量守恆定律,可以說是存在的定律。

通常在模型中考慮熱力學過程的特性,其中工作體採用理想氣體,通過活塞可以通過外力(壓縮膨脹)進行加熱和/或機械操作,其中一個參數 - 壓力P,體積V或溫度T等於常數。 將熱力學第一定律應用於等離子體處理使得有可能確定特定條件下的能量接收器的來源。

等時過程意味著V = const。 結果是 機械工作 不可用,因為 體積不變,只有內部能量由於加熱而改變然後:dA = pdV = 0,因此dU = dQ,並且可以從以下關係確定:

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

因此,等離子體處理是由於溫度升高。

等壓過程假設p = const,如果工作介質進行加熱的機械加工,例如移動活塞,則滿足該條件。 如果我們交替地應用加熱能量和門德列夫 - 克萊伯頓方程式,我們可以很容易地獲得計算氣體機械的表達式:

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

R是氣體常數,並且意味著如果溫度改變1開爾文,則增加1摩爾量的氣體體積的工作。 結論:在等壓過程中,氣體由加熱能(2)補充,並通過膨脹(3)消耗部分增加的內部能量。

熱力學中T = const的過程稱為等溫。 其本質在於,由於加熱而獲得的內部能量完全用於克服外部力量的工作。 異步過程的熱力學第一定律表明,為保持體溫恆定,其內部能量彌補了機械加工的成本,並取決於壓力的變化。 計算這些能源成本可以從表達:

Q = A =(m / M)* R * T *(ln(p1 / p2))。

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