Первое начало (закон) термодинамики

Основные формулировки первого начала термодинамики:

• «Подводимая к системе теплота расходуется на повышение ее внутренней энергии и совершение работы», — Джеймс П. Джоуль, Юлиус Р. Майер.
• «Вечный двигатель первого рода невозможен», — Макс Планк.
• «Внутренняя энергия изолированной системы постоянна».
• «Энергия вселенной постоянна», — Рудольф Юлиус Клаузиус (Готтлиб).

Уравнение, описывающее закон:

где $Q$ — количество теплоты, $U$ — внутренняя энергия, $p$ — давление, $V$ — объем, {W_i}’Wi​′ — любая работа, кроме работы расширения.

В дальнейшем мы будем учитывать только работу расширения и не будем учитывать другие виды работы.

Видео:Первый закон термодинамики. 10 класс.Скачать

История открытия первого начала термодинамики​

1. Герон изобрел «ветряной шар» в первом веке. Ветряной шар иллюстрирует первое начало термодинамики.
2. 1698 г. Томас Севери — изобрел первый тепловой насос.
3. 1763 г. Джеймс Ватт — тепловая машина (КПД был мал).
4. 1843 г. Опыт Джеймса П. Джоуля в возрасте 25 лет. Установил единицу измерения количества теплоты — калория. 1 калория — такое количество теплоты, которое тратится для нагрева 1 грамм воды с 14,5°С до 15.5°С.
5. 1847 г. Майер. Публикация

Видео:Урок 170. Количество теплоты. Первый закон термодинамикиСкачать

Правило знаков в термодинамике​

Для механической работы: положительной работой считается такая работа, которая связана с увеличением объема.

Для остальных видов работ действует «эгоистический принцип»: взаимодействие считается положительным, если его результатом является увеличение внутренней энергии.

Для остальных видов работ действует «эгоистический принцип»: взаимодействие считается положительным, если его результатом является увеличение внутренней энергии.

Два уравнения первого начала термодинамики являются зависимыми друг от друга.