20 2

Ciepło, podobnie jak praca nie jest parametrem stanu — jego wartość zależy od drogi przemiany. W termodynamice przyjęto następującą konwencję znakową ciepła: ciepło doprowadzone do układu jest dodatnie, zaś odprowadzone z układu ujemne.

Zastępując w równaniu (2.2) zmiany energii otoczenia przez zdefiniowane wyżej formy wymiany energii przez granice układu zamkniętego, otrzymuje się zapis I ZT dla skończonej przemiany termodynamicznej w postaci

A E = A£, + AE + AU = Q-L    (2.8)

K    p

która mówi, że przyrost energii całkowitej układu zamkniętego jest równy sumie algebraicznej pracy i ciepła wymienianych przez granicę układ-otoczenie. Znak (-) wynika z przyjętej konwencji. Jeśli układ adiabatyczny wykonuje pracę nad otoczeniem (L>0), to maleje jego energia wewnętrzna. W wielu praktycznych przypadkach pomijalne są zmiany energii

w stosunku do

potencjalnej AE oraz energii kinetycznej AE_k =

zmian energii wewnętrznej A U. Wówczas IZT dla skończonej przemiany między stanami 1 i 2 w układzie o skończonej masie można zapisać w uproszczonej formie

(2.9)

^^1,2 @1,2 ^1,2

Dla nieskończenie małej przemiany termodynamicznej przybiera ona postać

(2.10)

dU = dQ - dL

zaś dla 1 kg czynnika

du = dą - dl

(2.11)

gdzie małymi literami oznaczono wielkości właściwe, tj. odniesione do 1 kg substancji.

W przemianie termodynamicznej, w której stan końcowy pokrywa się z początkowym (obieg zamknięty), energia wewnętrzna będąca parametrem stanu nie ulega zmianie (At/ = 0) i wówczas

<²-^l2)

JesL.10-.zasada.. równoważności pracy i ciepłA w obiegu termodynamicznym, która mówi, że algebraiczna suma ciepła doprowadzonego i odprowadzonego przez granice układu zamkniętego w obiegu jest równa sumie algebraicznej pracy doprowadzonej i wykonanej w tym obiegu.

W bilansie energii układu otwartego (objętości kontrolnej) należy dodatkowo uwzględnić energię zawartą w przenoszonej przez jego granice substancji. Składa się na nią energia wewnętrzna, kinetyczna i potencjalna przenoszonej masy oraz praca wprowadzenia tej masy do układu lub wyprowadzenia jej

20