Работа и топлина. Първият закон на термодинамиката

Работа и топлина. Първият закон на термодинамиката - Лекция, раздел Философия, Механика. Молекулярна физика и термодинамика Вътрешната енергия на газа (и други термодинамични системи) може да се промени.

Вътрешната енергия на газ (и друга термодинамична система) може да бъде променена главно поради два процеса: извършване на работа върху газа и му дава количеството топлина Въпрос: . Тъй като състоянието на газа може по същия начин да се промени от работата по него и количеството топлина, което му е дадено Въпрос:, тогава работата и топлината са еквивалентни форми на пренос на енергия. Топлина - това е форма на енергиен трансфер на нивото на микроскопични процеси, когато например газовите молекули, сблъсквайки се с нагрети стени (молекули) на съд, получават допълнителна кинетична енергия от тях. Работа над газа - това е трансферът на енергия под формата на макропроцеси. Когато буталото, движещо се в цилиндър, компресира газа, тогава допълнителна енергия се прехвърля към молекулите на газа поради движението на буталото и газът се загрява.

В исторически план развитието на термодинамиката е свързано с необходимостта от теоретично обяснение на работата на топлинната машина. При изгаряне на гориво се отделя известно количество топлина и част от нея DQ (Фигура 10.2) се прехвърля в работната течност (обикновено газ). Газът се нагрява и вътрешната му енергия се увеличава с количество DU. Разширявайки се, бензинът наистина работи DA. Следователно се разглежда DQ > 0, когато термодинамичната система получава топлина, иDA > 0, когато системата работи. Огромен набор от експериментални факти, отчитащи законите за опазване, показаха, че в термодинамичната система, в която протичат термичните и механичните процеси, равенството

DQ = DU + DA . (10.3)

Трябва да се отбележи, че при равенство (10.3) количеството U е функция на състоянието и се определя еднозначно от термодинамичните параметри на състоянието. Количествата Въпрос: и A не е функция на държавата. Те зависят не само от началното и крайното състояние на системата, но и от пътя на промяна на нейното състояние.

От равенството (10.3) следва, че единицата за измерване на топлината е джаулът.