• Главная
  • Первый закон термодинамики и термодинамические системы

Первый закон термодинамики и термодинамические системы

Энергия не возникает и не исчезает, но может переходить из одной формы в другую. Эта фраза соответствует сути первого закона термодинамики.

Но эта формулировка слишком общая: она отражает суть фундаментального закона, относящегося ко всем явлениям природы. В разных областях науки есть свои, специфические формулировки закона сохранения, по-разному выраженные на языке формул.

Закон сохранения энергии открывали разные ученые, в разных областях естествознания:в механике, термодинамике, электродинамике, гидродинамике и так далее. В термодинамике закон сохранения открывали четырежды, и существует четыре разных формулировки, отражающих общую суть.

Количество теплоты, переданное системе, расходуется на изменение внутренней энергии системы и на работу, совершаемую системой.

Отметим, что данная формулировка относится именно к термодинамическим системам.  В других науках тепловой баланс рассматривается под другим углом. Например, в химии теплота, поглощаемая или выделяемая, сопровождает химические реакции; закон сохранения энергии сформулирован в химии на языке химических терминов.

Термодинамика – это область науки, возникшая в эпоху паровых двигателей. Сфера исследований – преобразование теплоты в работу. Задачей термодинамики с момента ее возникновения является эффективное преобразование тепловой энергии в механическую. Для решения этой задачи ученными созданы  модели – термодинамические системы.

 

Для термодинамических расчетов создан математический аппарат, система обозначений, формул, расчетов.

Вот некоторые обозначения, принятые в термодинамике:

Формула, математически выражающая первое начало термодинамики:

Q
=
D
U
+
A

Простая формула. Но все ли в ней понятно? Как применить ее на практике?