To tylko jedna z 2 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Pierwsza zasada termodynamiki
Pierwsza zasada termodynamiki - jedno z podstawowych praw termodynamiki, jest sformułowaniem zasady zachowania energii dla układów termodynamicznych. Istnieją różne sformułowania tej zasady, zależnie od sytuacji:
Sformułowanie dla układu izolowanego:
Energia wewnętrzna układu termodynamicznie izolowanego nie zmienia się, niezależnie od
przemian zachodzących w tym układzie
Sformułowanie dla układu zamkniętego:
Zmiana energii wewnętrznej układu zamkniętego jest równa sumie pracy wykonanej przez
układ bądź nad układem i ciepła dostarczonego lub oddanego przez układ
Doświadczalną podstawą pierwszej zasady termodynamiki jest doświadczenie Joule'a i pokrewne mu, które dowodzą równoważności ciepła i pracy mechanicznej przez pokazanie możliwości identycznej zmiany energii układu termodynamicznego przez dostarczenie ciepła jak wykonanie pracy.
Zmiana energii wewnętrznej układu ∆U wyrażona jest zależnością:
gdzie:
Q - ciepło dostarczone do układu. Może ono przybierać wartość ujemną, oznacza wówczas ciepło oddawane przez układ.
W - praca wykonana nad układem. Praca mniejsza od 0 oznacza pracę wykonaną przez układ.
Ponieważ zarówno ciepło, jak i praca mogą być ujemne, ujemny być może również przyrost energii wewnętrznej, co oznacza, że energia wewnętrzna układu może się zmniejszać.
Tło historyczne:
Niezależne od siebie rozważania i obserwacje Juliusa Mayera (1842) oraz eksperymenty
Jamesa Joule'a (1843) doprowadziły do sformułowania I zasady termodynamiki w obecnej postaci. Wcześniej ciepło było traktowane jako zupełnie odrębna wielkość fizyczna. Uznanie ciepła jako innego niż praca sposobu zmiany energii doprowadziło w naturalny sposób do włączenie ciepła, jako formy energii, do zasady zachowania energii.
Energia wewnętrzna jako funkcja stanu:
Pierwsza zasada termodynamiki pozwala na zdefiniowanie energii wewnętrznej jako funkcji
stanu:
Dla wszystkich procesów prowadzących od pewnego określonego stanu do drugiego, zmiana
∆U ma zawsze tę samą wartość, choć ilości dostarczanego ciepła i wykonanej pracy są na ogół różne dla różnych procesów.
W warunkach nieskończenie małych przyrostów, pierwsza zasada termodynamiki jest w tym przypadku wyrażona następująco:
gdzie δQ i δW są "różniczkami niezupełnymi", tj. zależnymi od drogi; dU zaś jest "różniczką zupełną", tj. niezależną od sposobu przebiegu procesu.
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)