ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Уравнение первого закона термодинамики из "Техническая термодинамика Изд.3 " Условимся в дальнейшем тепло, подводимое к системе, считать положительным, а тепло, отводимое от системы, — отрицательным. Соответственно условимся работу, производимую системой, считать положительной, а работу, совершаемую над системой, — отрицательной. Разумеется, выбор системы знаков совершенно произволен можно было бы с тем же успехом выбрать обратную систему знаков. Важно лишь соблюдать единообразие во всех дальнейших термодинамических расчетах. [c.32] В предыдущем параграфе было показано, что работа расширения зависит от пути, по которому идет процесс расширения, т. е. является функцией процесса. Нетрудно показать, что функцией процесса является также количество подводимого к системе тепла, поскольку оно зависит от величины произведенной работы. [c.32] Что касается внутренней энергии тела (системы), то ее величина зависит для данного тела только от его состояния. Это положение следует из закона сохранения энергии и не зависит от того, насколько отвечают истине наши представления о микроструктуре вещества. [c.32] Очевидно, что работа, затраченная в опыте Джоуля ( 2-1), должна аккумулироваться в воде в виде собственной энергии воды, зависящей только от ее состояния, — внутренней энергии воды. [c.32] Исходя из задач технической термодинамики, нет необходимости рассматривать вопрос о том, что представляет собой внутренняя энергия вещества с точки зрения микроструктуры вещества. Напомним только, что по современным физическим воззрениям внутреннюю энергию вещества можно представить себе как сумму кинетических и потенциальных энергий молекул (атомов, ионов, электронов) этого вещества. Часть внутренней энергии вещества изменяется только в результате химических превращений и должна учитываться только в процессах, сопровождаемых химическими изменениями. [c.32] Из сказанного следует, что изменение внутренней энергии тела в каком-либо процессе не зависит от характера процесса и однозначно определяется начальным и конечным состояниями тела. [c.32] С учетом того, что изменение внутренней энергии в термодинамическом процессе равно разности внутренних энергий в начальной и конечной точках процесса, т. е. [c.32] Для краткости в дальнейшем будем называть величину и — удельную весовую внутреннюю энергию — просто внутренней энергией, а величину и — полной внутренней энергией всей системы. [c.33] Подобно ряду других экстенсивных термодинамических величин внутренняя энергия является аддитивной величиной. [c.33] Интенсивные величины (такие, как давление, температура) не обладают свойствами аддитивности. [c.34] Внутренняя энергия измеряется в тех же единицах, что и тепло, и работа (табл. 2-1). [c.34] Абсолютное значение внутренней энергии важно для химической термодинамики, при расчете химических реакций мы вернемся к нему в гл. 15. Для подавляющего же большинства технических приложений термодинамики важно не абсолютное значение U, а изменение этой величины в различных термодинамических процессах. [c.34] Отсюда следует, что начало отсчета внутренней энергии может быть выбрано произвольно. Так, например, в соответствии с международным соглашением для воды за нуль принимается значение внутренней энергии при температуре 0,01° G и давлении 610,8 Па=0,006228 кгс/см (так называемая тройная точка). [c.34] Для ряда приложений наиболее удобно, как мы увидим в дальнейшем выражать внутреннюю энергию в виде функции от удельного объема и температуры u=f (у, Т). [c.34] Индексы, стояпще у каждой из частных производных, показывают,, что эта производная взята при условии постоянства той величины, которая стоит в виде индекса. [c.34] Поскольку криволинейный интеграл от любой функции состояния (в том числе и от и) не зависит от нути интегрирования, дифференциал любой функции состояния является полным дифференциалом. [c.35] Что же касается функций процесса, таких, как тепло и работа, то можно показать (см. 4-1), что их дифференциалы не являются полными дифференциалами. С этой точки зрения величины dq и dl представляют собой просто бесконечно малые величины тепла и работы. [c.35] Это соотношение может рассматриваться как определение теплоемкости с,. Оно показывает, что теплоемкость с, характеризует темп роста внутренней энергии и в изохорном процессе с ростом температуры Т. [c.35] Частная производная duldv) характеризует зависимость внутренней энергии вещества от удельного объема v. Характер этой зависимости будет раскрыт в гл. 4. Сейчас мы рассмотрим лишь вопрос о характере зависимости внутренней энергии от удельного объема для идеального газа. [c.35] В 1806 г. Гей-Люссак предпринял попытку экспериментального исследования зависимости внутренней энергии газа от объема. Опыт по схеме, предложенной Гей-Люссаком, был впоследствии повторен Джоулем с более высокой степенью точности. [c.35] Вернуться к основной статье