Первый закон термодинамики. Теплота, подведенная в термодинамическом процессе, расходуется на изменение внутренней энергии идеального газа и на совершение работы расширения газом.. Определение∆u. Энтальпия

1. Первый закон термодинамики

Если рассматривать произвольный процесс, совершаемый 1 кг идеального газа, за счет теплоты, подведенной извне, то все параметры газа будут изменяться. Такой процесс можно изобразить на р,v – диаграмме

Р₁

Р₂

За счет подвода удельной теплоты q,внутренняя энергия газа изменяется

∆u = u₂ – u₁

и совершается в прямом процессе (удельный объем газа увеличивается) удельная работа расширения - ℓ. Тогда баланс тепловой энергии выразится следующим уравнением

q = ∆u + ℓ - общий вид математического выражения 1 закона ТД.

Теплота, подведенная в термодинамическом процессе, расходуется на изменение внутренней энергии идеального газа и на совершение работы расширения газом.

q› 0– это подведенная теплота в процессах расширения

q ‹ 0– это отведенная теплота в процессах сжатия

∆u› 0– при нагреве газа

∆u ‹ 0– при охлаждении газа

Определение∆u

Рассмотрим закрытый сосуд с 1 кг идеального газа, который нагревается (к газу подводится удельная теплота).

∆u =C_mv_* (t₂ – t₁) – для 1 кг газа (в СИ –Дж/кг)

∆U=m_*C_mv_*(t₂–₁)–для произвольной массы газа (в СИ- Дж)

v,Т1,u₁

v,Т₂,u₂

Энтальпия

Энтальпия – это физическая величина, которая характеризует тепловое состояние рабочего тела. Энтальпия – это общее количество доступной энергии рабочего тела, которое можно преобразовать в теплоту.

Энтальпия равна сумме внутренней энергии рабочего тела и его способности в данном состоянии совершить работу. Обозначается – h. Единица измерения – Дж/кг.

h = u + p_*v

Энтальпия идеального газа зависит только от его температуры - h = С_р*T

Энтальпия не зависит от характера протекания т/д процесса и определяется только состоянием газа.

! Значит дополнились параметры состояния рабочего тела внутренней энергией и энтальпией!