Pierwsza zasada termodynamiki

PIERWSZA ZASADA TERMODYNAMIKI Energia wewnętrzna jest to funkcja termodynamiczna, której zmiana w wyniku przejścia układu z początkowego stanu równowagi A do końcowego stanu równowagi B jest równa pracy wymienionej przez układ z otoczeniem w przemianie adiabatycznej U = U B  U A = W adiabat. Definicje:
- z punktu widzenia świata (układ + otoczenie)
Energia świata nie zmienia się. Zmiany energii układu i otoczenia kompensują się, ich suma jest równa zeru: U ukł. + U otocz. = 0
dU ukł. + dU otocz. = 0
- z punktu widzenia układu o stałej masie
Zmiana energii wewnętrznej układu zamkniętego jest równa sumie ciepła Q i pracy W wymienionych z otoczeniem
U ukł. = Q + W
U otocz. =  Q  W =  U ukł. Praca wymieniona między układem a otoczeniem nie może być określona jednoznacznie przez zmienne termodynamiczne opisujące stan początkowy i końcowy układu. Zależy od drogi przemiany. Praca nie jest więc funkcją stanu - jest funkcjonałem drogi przemiany. Ciepło również nie jest funkcją stanu lecz funkcjonałem drogi przemiany. Konsekwencje pierwszej zasady termodynamiki a) przemiana izochoryczna W przemianie izochorycznej zmiana energii wewnętrznej jest równa ciepłu wymienionemu przez układ. Pojemność cieplna w stałej objętości: b) przemiana izobaryczna W przemianie izobarycznej dp = 0
H = U + pV
dH = Vdp + Q el. Jest to pierwsza zasada termodynamiki wyrażona za pomocą entalpii.
H = Q p Zmiana entalpii jest równa ciepłu wymienionemu w przemianie izobarycznej (pod stałym ciśnieniem).
Pojemność cieplna pod stałym ciśnieniem: W wyniku procesu adiabatycznego przepływu gazu przez przegrodę porowatą jego entalpia nie zmieniła się - proces taki nazywamy izoentalpowym.
Entalpia gazu doskonałego nie zależy od ciśnienia:
Energia wewnętrzna gazu doskonałego nie zależy od objętości i jest funkcją tylko temperatury. Związek między C p i C V gazu doskonałego: C p  C V = R
Różnica molowych pojemności cieplnych C p  C V gazu doskonałego jest równa stałej gazowej R. Przemiany adiabatyczne gazu doskonałego: Przemiana adiabatyczna to przemiana w układzie izolowanym (Q = 0), gdzie dU = dW adiab. wykładnik adiabaty
Prawo Poissona wiążące temperaturę gazu z objętością w przemianie adiabatycznej quasistatycznej:
Prawo Poissona wiążące temperaturę gazu z ciśnieniem w przemianie adiabatycznej quasistatycznej:
Prawo Poissona wiążące objętość gazu z ciśnieniem w przemianie adiabatycznej quasistatycznej:
... zobacz całą notatkę