Частные вопросы курса физики. Александров В.Н - 93 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МПГУ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

92
Первое начало термодинамики
Первое начало термодинамики – это закон сохранения энергии,
записанный для тепловых процессов.
Целый ряд термодинамических проблем
можно решить, рассматривая очень простой
механизм: цилиндр с поршнем, под поршнем
газ, параметры состояния его заданы
соответствующими значениями P, V и Т.
Поршень перемещается в полости цилиндра
без трения.
Если находившийся в равновесии газ
подогревать, то поршень будет подниматься,
поскольку давление возрастет на dP. При
этом вследствие нагрева газа меняется его
внутренняя энергия dU. Кроме того,
перемещая поршень на высоту dh, газ
совершит работу dA против внешних сил. На
изменение и производство работы dA
затратится переданная газу тепловая энергия
dQ:
dQ = dU + dA. (5.24)
Это уравнение, выражающее закон
сохранения энергии, называется первым
началом термодинамики.
Принято считать, что dQ>0, если газ получает тепло, dQ<0, если отдает;
dA>0, если газ совершает работу против внешних сил; dA<0, если над газом
совершается работа.
Подсчитаем работу при подъеме поршня на высоту dh. Как известно,
работа равна скалярному произведению силы на перемещение:
dA = (P + dP) S dh = S P dh + dP dh S ,
где S – площадь поршня.
Вторым слагаемым можно пренебречь, поскольку оно второго порядка
малости. Поэтому
dA = P dV. (5.25)
Теплоемкость идеального газа
Теплоемкость тела характеризуется количеством теплоты, которую
нужно сообщить телу, чтобы повысить его температуру на один Кельвин:
Рис. 5.9
p, V, T
h
dh
P, V, T 
                        Первое начало термодинамики

     Первое начало термодинамики – это закон сохранения энергии,
записанный для тепловых процессов.
                                    Целый ряд термодинамических проблем
                              можно решить, рассматривая очень простой
                              механизм: цилиндр с поршнем, под поршнем
                        dh    газ, параметры состояния его заданы
                              соответствующими значениями P, V и Т.
                              Поршень перемещается в полости цилиндра
                              без трения.
                                    Если находившийся в равновесии газ
          P, V, T             подогревать, то поршень будет подниматься,
                          h   поскольку давление возрастет на dP. При
                              этом вследствие нагрева газа меняется его
                              внутренняя энергия dU. Кроме того,
                              перемещая поршень на высоту dh, газ
                              совершит работу dA против внешних сил. На
                              изменение и производство работы dA
                              затратится переданная газу тепловая энергия
                              dQ:
                                               dQ = dU + dA.       (5.24)
          Рис. 5.9                  Это уравнение, выражающее закон
                               сохранения энергии, называется первым
началом термодинамики.
     Принято считать, что dQ>0, если газ получает тепло, dQ<0, если отдает;
dA>0, если газ совершает работу против внешних сил; dA<0, если над газом
совершается работа.
     Подсчитаем работу при подъеме поршня на высоту dh. Как известно,
работа равна скалярному произведению силы на перемещение:
                         dA = (P + dP) S dh = S P dh + dP dh S ,
где S – площадь поршня.
      Вторым слагаемым можно пренебречь, поскольку оно второго порядка
малости. Поэтому
                                  dA = P dV.                       (5.25)

                      Теплоемкость идеального газа

     Теплоемкость тела характеризуется количеством теплоты, которую
нужно сообщить телу, чтобы повысить его температуру на один Кельвин:


92

Страницы