10 Zasady termodynamiki

background image

Pierwsza zasada termodynamiki

1

Pierwsza zasada termodynamiki

Pierwsza zasada termodynamikijedno z podstawowych praw termodynamiki, jest sformułowaniem zasady

zachowania energii dla układów termodynamicznych. Zasada stanowi podsumowanie równoważności ciepła i pracy

oraz stałości energii układu izolowanego

[1]

.

Dla układu zamkniętego zasadę można sformułować w postaci:

Zmiana energii wewnętrznej układu zamkniętego jest równa energii, która przepływa przez jego granice

na sposób ciepła lub pracy

[2]

.

gdzie:

– zmiana energii wewnętrznej układu,

– energia przekazana do układu jako ciepło,

– praca wykonana na układzie.

W powyższym sformułowaniu przyjmuje się konwencję, że gdy:

– do układu przepływa energia na sposób pracy,

– układ traci energię na sposób pracy,

– do układu przepływa energia na sposób ciepła,

– układ traci energię na sposób ciepła.

W przypadku układu termodynamicznie izolowanego układ nie wymienia energii z otoczeniem na sposób pracy

(W = 0) ani na sposób ciepła (Q = 0), wówczas:

Tło historyczne

Niezależne od siebie rozważania i obserwacje Juliusa Mayera (1842) oraz eksperymenty Jamesa Joule'a (1843)

doprowadziły do sformułowania I zasady termodynamiki w obecnej postaci. Wcześniej ciepło było traktowane jako

zupełnie odrębna wielkość fizyczna. Uznanie ciepła jako innego niż praca sposobu zmiany energii doprowadziło w

naturalny sposób do włączenia ciepła, jako formy przekazywania energii, do zasady zachowania energii.

Energia wewnętrzna jako funkcja stanu

Pierwsza zasada termodynamiki pozwala na zdefiniowanie energii wewnętrznej jako funkcji stanu:

Dla wszystkich procesów prowadzących od pewnego określonego stanu do drugiego, zmiana ΔU ma zawsze tę samą

wartość, choć ilości dostarczanego ciepła i pracy wykonanej przez układ są na ogół różne dla różnych procesów.

W warunkach nieskończenie małych przyrostów, pierwsza zasada termodynamiki jest w tym przypadku wyrażona

następująco:

gdzie δQ i δW są różniczkami niezupełnymi, tj. zależnymi od drogi; dU zaś jest różniczką zupełną, tj. niezależną od

sposobu przebiegu procesu.

background image

Pierwsza zasada termodynamiki

2

Alternatywne sformułowanie

Wprowadzając pojęcie perpetuum mobile, czyli maszyny wykonującej dowolnie długo pracę bez pobierania energii

z zewnątrz, można sformułować pierwszą zasadę termodynamiki w następujący sposób:

Nie istnieje perpetuum mobile pierwszego rodzaju

[3]

.

Zobacz też

termodynamika

różniczka niezupełna

zerowa zasada termodynamiki

druga zasada termodynamiki

trzecia zasada termodynamiki

czwarta zasada termodynamiki

Przypisy

[1] Peter William Atkins: Chemia fizyczna. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2001, s. 124. ISBN ISBN 83-01-13502-6.

[2] Użycie oznaczeń ΔQ i ΔW, przy rozumieniu delty jako symbolu zmiany (przyrostu) jest niepoprawne, gdyż nie istnieje ustalona wartość

ciepła "przed procesem" i "po procesie", tak samo z pracą. Innymi słowy ciepło i praca nie są funkcjami stanu gazu, nie istnieją ich określone

wartości w danym stanie, jak to jest w przypadku energii wewnętrznej. W zapisie różniczkowym odróżnia się dU jako różniczkę zupełną od

małych porcji ciepła i pracy poprzez stosowanie dla nich oznaczeń odpowiednio đQ i đW (forma Pfaffa).

[3] Tablice Fizyczno-Astronomiczne. pod redakcją Witolda Mizierskiego. Warszawa: Adamantan, 2002. ISBN 83-7350-011-1.

background image

Źródła i autorzy artykułu

3

Źródła i autorzy artykułu

Pierwsza zasada termodynamiki  Źródło: http://pl.wikipedia.org/w/index.php?oldid=21549784  Autorzy: 4C, Amber, Beno, Boskar, Bukaj, Charm, Ciacho5, Dr Grzegorz Kaczmarczyk,
Gang65, Giaurka, Gknor, IZ, Jotempe, KrzysztofLis, LukKot, Maikking, Mateusiu, Mpfiz, PawelJan, PawełMM, Persino, Piotr Parda, Pitazboras, Polimerek, Raq0, Rklisowski, Roo72, Solaufein,
Stok, Sunridin, TOR, Taw, conversion script, 32 anonimowych edycji

Licencja

Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
http:/

/

creativecommons.

org/

licenses/

by-sa/

3.

0/


Document Outline


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
10 Zasady termodynamiki 3
10 Zasady termodynamiki
10 Zasady termodynamiki 2
10 ZASADY I TECHNIKA WYKONYWANIA SZCZEPIEŃ
10 Zasady prawa cywilnegoid 11 Nieznany (2)
9 10 zasady prawne podstawy
W 4 1 Konsekwencje I zasady Termodynamiki
PODSTAWOWE 10 ZASADY ZAPAMIETYWANIA
3.10. Zasady bilansowania pomieszczeń (rozszerzone), PWr W9 Energetyka stopień inż, VII Semestr, EGZ
zasady termodynamiki
Sprawdzanie słuszności I zasady termodynamiki przy pomocy kalorymetru elektrycznego (2)
27, Zastosowanie I zasady termodynamiki do opisu przemian gazu doskonalego
zasady termodynamika
10 Zasady ZZBR 2013 14id 11226 Nieznany
26 Zasady termodynamiki id 31330 (2)
Zasady termodynamiki w procesach biologicznych

więcej podobnych podstron