Физика. Часть 1. Механика, молекулярная физика и термодинамика. Чухрий Н.И - 47 стр.

условия, при которых возможны эти превращения, т. е. определяет
возможные направления процессов.
      Термодинамика − это раздел физики, в котором все явления природы
изучаются с точки зрения обмена энергией между рассматриваемой системой
и окружающей её средой. В дальнейшем в качестве термодинамической
системы мы будем рассматривать идеальный газ.
Начнем с того, что напомним уже известное обстоятельство: внутренняя
энергия U идеального газа пропорциональна массе газа и температуре
          i m
     U=       RT.
          2M
При неизменной массе газа внутренняя энергия может изменяться в
результате двух процессов ( как говорят, существуют два способа обмена
энергией системы(газа) с окружающей средой, два «канала» энергообмена: а)
вследствие совершения работы А; в этом случае объем газа должен
изменяться (при расширении газ совершает работу над окружающими телами,
например, отодвигая поршень; при сжатии газа окружающие тела совершают
работу над газом); б) вследствие передачи теплоты Q (от газа к окружающим
телам или, наоборот, (от окружающих тел к газу). Таким образом, изменение
∆U внутренней энергии газа можно представить в виде:
     Q=∆U+ A.             (2.22)
     Энергия, подведённая к термодинамической системе в форме
теплоты, расходуется на изменение её внутренней энергии и на
работу, которую совершает система против действующих на неё
внешних сил.
     Выражение (2.22) представляет важнейший закон природы−закон
сохра-нения и превращения энергии применительно к механической и
тепловой энергиям. Этот закон получил название первого начала
термодинамики. Для бесконечно малого участка процесса первое
начало термодинамики имеет вид:
     dQ=dU+dA.
Необходимо запомнить, что в отличие от внутренней энергии,
которая одно-значно определяется тем состоянием, в котором
находится система, работа и количество теплоты зависят не только
от начального и конечного состояний газа, но и от процесса, по
которому происходило изменение её состояния.
     Формулировка первого начала термодинамики тесно связано с
возникновением тепловых двигателей. В подобных машинах теплота сгорания
топлива используется для получения работы, причем сама система
периодически возвращается в исходное состояние. В таких случаях
внутренняя энергия системы не изменяется, т.е. ∆U=0. Тогда, согласно
первому началу термодинамики возможно лишь, чтобы А=Q.Это означает,
что невозможно создать периодически действующий механизм, который
совершал бы работу, превышающую получаемую им энергию в форме

                                   47