1. Напишите математическое выражение 1-го закона термодинамики для бесконечно малых и конечных изменений а) в открытой системе, б) в изолированной системе. (Решение → 1828)

Заказ №38623

1. Напишите математическое выражение 1-го закона термодинамики для бесконечно малых и конечных изменений а) в открытой системе, б) в изолированной системе.

Ответ:

В термодинамике применяется следующая формулировка закона сохранения энергии: Существует аддитивная функция состояния термодинамической системы – внутренняя энергия. Мерой изменения внутренней энергии является количество поступившей в систему теплоты и совершаемая ею работа : 1119 ∆U = Q −A (1) Изменение внутренней энергии системы ∆U = U2 −U1 при ее переходе из первого состояния во второе, связанное с изменением внешних параметров системы (A) и не связанного с изменением внешних параметров (Q), равно алгебраической сумме теплоты Q и работы A. Для элементарного процесса первый закон термодинамики записывается dU = δQ − δA (2) Согласно первому закону термодинамики изменение внутренней энергии как функции состояния при элементарном процессе есть полный дифференциал; конечное ее изменение (U2 – U1) не зависит от пути перехода системы из состояния (1) в состояние (2). Теплота и работа являются функциями процесса, а не функциями состояния, и их величины зависят от пути (условий ) процесса. Поэтому выражения для элементарных работы δA и теплоты δQ не являются полными дифференциалами, а функционалами (функции от линии); их часто называют элементарной работой и элементарной теплотой. В некоторых учебниках бесконечно малое изменение внутренней энергии и элементарную теплоту и работу обозначают одинаковым знаком dU, dQ, dA. Последние обозначения не вносят затруднений, если помнить, что dQ и dA не являются полными дифференциалами. Однако не следует при конечном процессе работу и количество теплоты записывать как ∆Q и ∆A, поскольку Q и A не функции состояния и их изменения не могут быть выражены в форме Q2 – Q1 или A2 – A1.