El objeto de estudio de la termodinámica es la energía en todas sus formas y, sobre todo, las transiciones de energía de una forma a otra. Se da la circunstancia de que el término se originó en los primeros días de la investigación en el campo de la investigación de la energía, y en ese momento una lista de los diferentes tipos de energía era todavía pequeña – mecánica y térmica. Por lo tanto, el nombre "Termodinámica" reflejan más exactamente la esencia del objeto – el movimiento (de transferencia), y la conversión de calor en el trabajo mecánico y viceversa. Poco a poco los conceptos de la caracterización de los procesos térmicos: calor de fusión, capacidad de calor, y, por último, la cantidad unitaria de calor – en calorías (1772 M.Vilke). Tomará tiempo y se formuló la primera ley de la termodinámica, pero cada movimiento era el resultado del duro trabajo de muchos investigadores.
Para el estudio de las leyes de la termodinámica son algunos convenios adoptados, lo que permite el estudio resaltar el objeto y especificar sus propiedades para ser estudiado. Objetos de estudio están representados por sistemas cerrados de un gran número de partículas. Si el sistema puede determinar los límites de un cierto volumen, se llama el cuerpo. Aquí y había un participante importante en la acción termodinámica: el sistema de partículas contenida en un determinado volumen – gas ideal. En el proceso de sistema termodinámico transformación de energía cambia su estado, y estos cambios se describen mediante un conjunto de conceptos – los parámetros del proceso. Si los parámetros de tomar la temperatura T, el volumen V y la presión P, es suficiente para describirlos cualquier proceso termodinámico. Todos los sistemas se consideran sólo para los estados de equilibrio. El establecimiento del equilibrio, por ejemplo, el calor, – un proceso de transferencia de calor – algo que se enfría y se calienta algo. En este caso, el número de "pagado – recibido", ya que la primera ley de la termodinámica, será el mismo. Y aquí radica el problema principal es que, durante siglos, los científicos a decidir: los participantes de la búsqueda del metabolismo energético y para determinar su papel en el proceso.
La base de la teoría del aparato de la termodinámica son 3 ley. Se supone que el cuerpo puede absorber energía, aumentando su interior (por ejemplo, calefacción) y / o debido a su energía interna para hacer el trabajo para superar las fuerzas externas (por ejemplo, empujando el émbolo). En consecuencia, la primera ley de la termodinámica es tratado como sigue: el cambio en la energía interna U del cuerpo es la suma de la energía absorbida su energía Q y fuerzas externas A. Matemáticamente, esto se expresa a través de los cambios infinitesimales de la siguiente manera:
dU = dQ + dA (1)
De hecho, es la ley de la conservación de la energía, podemos decir que la ley de la vida.
Propiedades de los procesos termodinámicos son generalmente considerados en el modelo, en el que el medio de trabajo toma el gas perfecto que puede ser calentado y / o para realizar en él las fuerzas externas trabajo mecánico (compresión – expansión) por medio del pistón, y uno de los parámetros – la presión P, volumen V y la temperatura T – es una constante. La aplicación de la primera ley de la termodinámica a izoprotsessam para determinar las fuentes de energía receptores para condiciones específicas.
proceso isocórico significa que V = const. Debido al hecho de que el trabajo mecánico no está disponible, porque volumen no cambia calentando sólo puede aumentar la energía interna, y luego: dA = pdV = 0, y por lo tanto dU = dQ y se puede determinar a partir de la relación:
dQ = (m / M) * CV * dT (2)
Por lo tanto, proceso isocórico es debido al aumento en la temperatura.
proceso isobárico implica p = const, y esta condición se cumple si el fluido de trabajo cuando se calienta realiza trabajo mecánico, por ejemplo, el movimiento del pistón. Si a su vez de aplicar la expresión de la energía térmica, y la ecuación de Clapeyron-Mendeleev, se puede obtener fácilmente una expresión para el cálculo de la mecánica operación de Gas :
A = (m / M) * R * (T2 – T1) (3)
R – constante de los gases, y medios de trabajo para aumentar el volumen de gas en una cantidad de un mol, si el cambio de temperatura por grado Kelvin. Conclusión: bajo gas de proceso isobárico reponer calefacción de energía (2) y consume parte de la energía interna aumentada por la extensión (3).
Un proceso en el que T = const, en termodinámica llama isotérmica. Su esencia es que el calentamiento de la energía interna se consume totalmente en el trabajo de las fuerzas externas preodoleniiyu. La primera ley de la termodinámica para izoprotsessov sugiere que para mantener una temperatura corporal constante de su energía interna compensa el costo de realización de trabajos mecánicos, y depende de los cambios de presión. Calcular el coste energético puede ser de la expresión:
Q = A = (m / M) * R * T * (ln (p1 / p2)).
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