Изменение внутренней энергии тела при теплообмене и при совершении механической работы.

Изменить внутреннюю энергию можно:

а) теплопередачей, т.е. изменяя кинетическую энергию молекул.

Теплопередача – это процесс передачи энергии от одного тела к другому без совершения работы.

Количество теплоты – это количественная мера изменения внутренней энергии при теплообмене. ;

Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение.

б) совершением работы над телом, т.е. изменить потенциальную энергию тела. Для этого необходимо уменьшить либо увеличить расстояние между молекулами.

Одним из основных термодинамических процессов, совершающихся в большинстве тепловых машин, является про­цесс расширения газа с совер­шением работы. Легко опреде­лить работу, совершаемую при изобарном расширении газа.

Если при изобарном расши­рении газа от объема V₁ до объема V₂происходит переме­щение поршня в цилиндре на расстояние l (рис. 106), то ра­бота А', совершенная газом, равна

A' =Fl = pSl=p∆V,

где р — давление газа, ∆V— из­менение его объема.

Работу газ совершает только тогда, когда есть изменение объема. Если V₂>V₁( >0), то работа газа положительна, и говорят, что сам газ совершил работу. Если же V₂<V₁( <0), то работа газа отрицательна, и говорят, что над газом совершили работу. , где А- работа внешних сил.

Графическое нахождение работы газа. Работа газа численно равна площади фигуры, ограниченной графиком зависимости p от V.

Как видно из рисунка 107, при изображении изобарного процесса расширения газа в координатных осях р, V площадь фигуры, ограниченной графиком процесса, ординатами V₁ и V₂, осью абсцисс, пропор­циональна работе газа А'.

Тема 6.2 Первое начало термодинамики. Применение первого начала термодинамики к различным тепловым процессам. Адиабатный процесс.

Закон сохранения энергии: Энергия в природе не возникает из ничего и никуда не исчезает; она только переходит из одной формы в другую, от одного тела к другому, а полная энергия в замкнутой системе тел остается величиной неизменной. Установлен закон Р.Майером и Д.Джоулем. Закон сохранения и превращения энергии, распространенный на тепловые явления, носит название первого закона термодинамики.

I закон термодинамики. Количество теплоты, переданное системе, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами: , где - изменение внутренней энергии, - работа газа.

Невозможность создания вечного двигателя. Из первого закона термодинамики вытекает невозможность создания вечного двигателя – устройства, способного совершать неограниченное количество работы без затрат топлива или каких – либо других материалов.