Premye lwa tèmodinamik se kòmansman tout bagay ki egziste

Sijè a nan etidye tèmodinamik se enèji nan tout manifestasyon li yo, epi, pi enpòtan, enèji tranzisyon soti nan yon espès nan yon lòt. Li se konsa k ap pase ki tèm nan soti nan jou yo byen bonè nan rechèch nan jaden an nan rechèch enèji, ak nan tan sa a yon lis nan diferan kalite enèji te toujou ti - mekanik ak tèmik. Se poutèt sa, non an "thermodynamics" ki pi byen reflete sans nan sijè a - mouvman (transfè) ak konvèsyon nan chalè nan travay mekanik ak vis vèrsa. Gradyèlman te gen konsèp ki karakterize pwosesis tèmik: chalè nan fizyon, kapasite chalè, e finalman, yon inite pou mezire kantite kalori chalè (1772, M. Wilke). Yon anpil tan ap pase ak premye lalwa Moyiz la nan thermodynamics ap formul, men chak etap se rezilta nan travay la rigoureux nan chèchè anpil.

Pou etidye lwa yo nan thermodynamics kèk konvansyon adopte, sa ki pèmèt etid la mete aksan sou objè a ak presize pwopriyete li yo yo dwe etidye. Objè yo anba ankèt yo reprezante kòm sistèm fèmen nan yon nimewo gwo patikil. Si nan sistèm lan li posib pou detèmine limit yo nan yon volim sèten, lè sa a li rele kò a. Sa a se ki jan patisipan prensipal la nan aksyon an thermodynamic parèt: sistèm nan patikil, ki fèmen nan yon volim sèten, se yon gaz ideyal. Nan pwosesis transfòmasyon enèji, sistèm thermodynamic la chanje eta li yo, ak chanjman sa yo yo dekri nan yon seri konsèp - paramèt pwosesis. Si tanperati T, volim V ak presyon P yo pran kòm paramèt, lè sa a yo ase pou dekri nenpòt pwosesis thermodynamic. Tout sistèm yo konsidere kòm sèlman pou eta ekilib. Etabli yon ekilib, pou egzanp, chalè, se yon pwosesis pou transfè chalè - yon bagay refwadi desann, ak yon bagay ki chofe yo. An menm tan an, kantite yo "te bay-resevwa", kòm premye lwa a nan eta thermodynamics, yo pral menm bagay la. Ak isit la manti pwoblèm nan prensipal se ke pou syèk, syantis deside: Search patisipan nan metabolis enèji ak detèmine wòl yo nan pwosesis la.

Baz la nan aparèy la teyorik nan tèmodinamik se 3 lwa yo. Li sipoze ke kò a ka absòbe enèji lè li ogmante entèn li yo (pou egzanp, chofaj) ak / oswa akòz enèji entèn li yo pou travay sou simonte fòs ekstèn (pou egzanp, pouse piston an). An konsekans, se sa lalwa mande nan premye nan thermodynamics trete jan sa a: chanjman ki fèt nan enèji entèn U nan kò a se sòm total la nan enèji nan absòbe K enèji yo ak fòs ekstèn A. Matematik, sa a se eksprime nan chanjman sa yo infiniman jan sa a:

DU = dQ + dA (1)

An reyalite, sa a se lwa konsèvasyon enèji, nou ka di, lwa pou yo te.

Espesifik yo nan pwosesis thermodynamic yo anjeneral konsidere nan modèl la kote yon gaz ideyal pran pa kò a k ap travay, ki ka chofe ak / oswa mekanikman opere pa fòs ekstèn (konpresyon-ekspansyon) pa vle di nan yon Piston, ak youn nan paramèt yo - presyon P, volim V oswa tanperati T Se egal a yon konstan. Aplikasyon nan premye lwa tèmodinamik pou isopwosè yo fè li posib pou detèmine sous récepteurs enèji pou kondisyon espesifik yo.

Pwosesis isochorik vle di ke V = konst. Akòz lefèt ke travay la mekanik a pa disponib, paske volim pa chanje pa chofaj sèlman ka ogmante enèji nan entèn yo, ak Lè sa a: Da = PDV = 0, yo e pakonsekan du = DQ epi li ka detèmine soti nan relasyon an:

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

Se konsa, pwosesis isochorik la se akòz yon ogmantasyon tanperati.

Pwosesis isobarik la pansé k = konst, e kondisyon sa a rankontre si mwayen k ap travay la fè travay mekanik sou chofaj, pou egzanp, deplase piston an. Si ou vire pou aplike pou ekspresyon nan enèji chalè, ak ekwasyon an nan Mendeleev-Clapeyron, yon moun ka fasil jwenn yon ekspresyon pou kalkile mekanik operasyon an nan gaz :

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

R se gaz konstan, ak vle di travay ogmante volim gaz la nan kantite lajan an nan yon sèl mol, si tanperati a chanje pa yon degre Kelvin. Konklizyon: nan pwosesis isobarik la, gaz la ranpli pa enèji nan chofaj (2) epi li konsome yon pati nan enèji a ogmante entèn pa ekspansyon (3).

Pwosesis la nan ki T = const, nan thermodynamics yo rele isotherm. Sans li manti nan lefèt ke enèji entèn la te resevwa akòz chofaj konplètman depanse pou travay sou simonte fòs ekstèn. Lwa a premye nan tèmodinamik pou isoprocesses sijere ke yo nan lòd yo kenbe yon tanperati kò konstan, enèji entèn li yo fè moute pou pri a nan fè travay mekanik ak depann sou chanjman ki fèt nan presyon. Kalkile depans enèji sa yo ka soti nan ekspresyon an:

Q = A = (m / M) * R * T * (ln (p1 / p2)).