Лекция 3. Первый закон термодинамики.

Первый закон термодинамики - это закон сохранения энергии, записанный с помощью термодинамических понятий:

1. Энергия. Под внутренней энергией в термодинамике понимают кинетическую энергию движения молекул, а также потенциальную энергию их взаимодействия.

Существенно, что другие виды энергии (химическая, ядерная) в конечном итоге превращается во внутреннюю энергию.

Внутренняя энергия является функцией состояния:

(3.1)

Опыт Джоуля: в термостат поместили два сосуда, между которыми есть

трубка с краном.

 

Из опыта Джоуля следует, что для идеального газа внутренняя энергия является функцией только температуры:

(3.2)

2. Теплота.

Энергия, предаваемая от одного тела к другому за счет разности температур,

называется теплотой.

Содержать тело может только энергию, т.е. пока нет движения – нет теплоты.

3. Работа. Энергия, передаваемая от одного тела к другому при изменении объема этих тел или перемещение в пространстве, называется работой.

Как вычисляется работа рассмотрим на примере цилиндра с поршнем. Сначала для случая с постоянным, а затем с переменным давлением.

P=const

(3.3)

Формула (3.3) – работа изменения объема

(3.4)

(3.4) – работа для конечного процесса

 

Таким образом, в координатах P-V работа численно равна площади между кривой процесса и осью объема. Работа, как и теплота, является функцией процесса.