15. Вътрешната енергия като функция на състоянието. Работа и топлина.

Първи принцип на термодинамиката. Топлоемност (топлинен капацитет)

За идеален газ вътрешната енергия е функция на температурата:

За реален газ силите на взаимодеиствие между молекулите не могат да се пренебрегнат и зависят от разстоянието между тях, т.е. от обема V. Затова вътрешната енергия на реален газ ще е функция на температурата и обема U=U(T,V).

Работа и топлина. Първи принцип на термодинамиката.

Работата се определя от обмененото количество енергия:

А^out = U ( извършена работа над ТД система)

Разделяме работата извършена над ТДС на две части, по макро и по микро път. Енергията обменена по микро път означаваме с Q и наричаме количество топлина, а енергията обменена по макро път е равна на минус работата извършена от ТДС:

А^out = А^macro + А^micro =-A +Q = U

Q = A + U или

Q = A + dU - първи принцип на ТД

Горното уравнение изразява първия принцип на ТД. Получихме го, като приложение на закона за запазване на енергията към ТДС. Първият принцип на ТД показва, че количеството топлина подадено на ТДС отива за извършване на работа от нея и изменение на вътрешната и енергия.

От математическа гледна точка, Q и A не представляват пълни диференциали и затова са обозначени с ,а не с d. Например пълният диференциал на функцията f=x²yz е df=2xyz.dx+ x²z.dy+ x²y.dz, а всяка част от него е непълен диференциал.

Топлоемност (топлинен капацитет) - определя се от количеството топлина необходимо за повишаване температурата на ТДС с 1К:

(специфична)

16. Приложение на първия принцип на ТД към изопроцеси на идеален газ

Q = A + dU Първи принцип на ТД

За газ A=F.dx=pSdx=pdV