ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
I.2. Теплота, работа, внутренняя энергия.
Обозначим через Qk количество взаимодействия - меру взаимодействия между системой и окружающей средой. Так, при тепловом взаимодействии, количеством взаимодействия является теплота. Размерность Qk зависит от вида взаимодействия. Обозначим через Q, удельную теплоту, которой обмениваются окружающая среда и система. Обозначим через A, удельную абсолютную работу. Работа А подразделяется на механическую и немеханическую. Абсолютная деформационная работа в координатах рv изображается графически как площадь под кривой (прямой) процесса по отношению к оси v. Р
Р1 1
Р2 2
V1 V2 V рис.2 Примечание: кроме абсолютной работы А в термодинамике также используется понятие располагаемой (полезной) работы Апол - работы, которая может быть «передана» другой системе. Графически работа Апол также изображается как площадь под кривой, но по отношению к оси р Примеры немеханической работы: 1) работа химических реакций; 2) работа электрических сил. В ходе развития термодинамики было установлено, что единственными формами передачи энергии являются теплота и работа. Строго говоря, работа и теплота это не виды энергии, так как проявляются только в процессе передачи энергии. Обозначим через U, удельную внутреннюю энергию системы. Внутренняя энергия включает в себя кинетическую энергию поступательного и колебательного, вращательного движения молекул, потенциальную энергию межмолекулярного взаимодействия, а также химическую и атомную энергию. Обозначим через Е, Eкин, Ep соответственно полную, кинетическую и потенциальную энергию системы: E = Eкин + Ep + U. В термодинамике все результаты получены для случая, когда Eкин = 0 и Ep = 0, таким образом полагается, что полная энергия системы равна внутренней, то есть: E = U. В ходе развития термодинамики были установлены соотношения: dQk = (1) dAk = – dQk = – (2) Например, при тепловом взаимодействии: dQ = T dS (3) При деформационном: dAдеф = – dQk = = (4) У системы с E = U все взаимодействия системы с окружающей средой сопровождаются изменением внутренней энергии системы, то есть математически это выражается следующей формулой: dU = = (5) Формула (5) - первое начало термодинамики в обобщённом виде. Здесь n – число термодинамических степеней свободы системы, т.е. количество взаимодействий разного рода, которые допускает данная система. Например, у деформационной системы есть только одна степень свободы, а именно деформационная (механическая). Для такой системы первое начало термодинамики запишется в следующем виде: dU = dQдеф = - р(l)dv (6) Система, которая допускает ее деформирование и теплообмен с окружающей средой называется термодеформационной системой (тепломеханической). У такой системы две степени свободы (n=2): dU = dQдеф + dQ (7) Так как dQдеф = -dAдеф , а dQ = T(l)dS уравнение (5) примет следующий вид: dU = p(l)dv+ T(l)dS (8) Уравнение (8) - это первое начало термодинамики для термодеформационной системы. Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|