ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

Внутренняя энергия тела может изменяться в основном в ходе двух процессов:

1. совершения над телом работы ;

2. передачи тепла другими телами.

Различие в этих двух процессах заключается в следующем. Совершение работы сопровождается макроскопическим перемещением внешних тел. Передачей тепла (теплопередачей) называется совокупность микроскопических процессов, обеспечивающих совершение работы молекулами более нагретого тела над отдельными молекулами менее нагретого тела и приводящих к передаче энергии от одного тела к другому. При этом макроскопическая работа не совершается.

Количественно процесс теплопередачи характеризуется количеством тепла и обозначается символом Q.

Суммируя сказанное, можно утверждать, что приращение внутренней энергии системы равно сумме сообщенного ей внешними телами количества тепла и работы, совершенной над системой:

, (7.1)

Обычно вместо работы , совершаемой внешними телами, рассматривают работу, совершаемую данным телом: , и записывают:

(7.2)

Равенство (7.2) выражает закон сохранения энергии в термодинамике и называется первым началом (законом) термодинамики: количество тепла, сообщенное системе, идет на приращение внутренней энергии системы и совершение ею работы над внешними телами. Подчеркнем, что величины и в (7.2) являются алгебраическими, т.е. отрицательное означает фактический отбор тепла, отрицательная - совершение работы внешними телами над данным телом или системой.

При вычислениях часто приходится разбивать рассматриваемый процесс на ряд элементарных процессов, каждый из которых соответствует в пределе бесконечно малому изменению параметров системы. Для каждого из таких процессов уравнение (7.2) можно записать в виде:

(7.3)

где есть приращение внутренней энергии системы, а , - элементарное количество тепла и элементарная работа. Подчеркнем, что и нельзя рассматривать как приращения соответствующих величин, т.к. эти величины не являются функциями состояния системы. Поэтому снабдили « ¢». Переходя к дифференциалам, уравнение (3) можно записать в виде:

(7.4)