სად ა- ატომური მასა; მ ერთეული- ატომური მასის ერთეული; ნ ა- ავოგადროს ნომერი; mol μ არის ნივთიერების რაოდენობა, რომელიც შეიცავს 12 C ნახშირბადის იზოტოპის 12 გ-ში ატომების რაოდენობის ტოლი მოლეკულების რაოდენობას.
თერმოდინამიკური სისტემის სითბოს სიმძლავრე დამოკიდებულია იმაზე, თუ როგორ იცვლება სისტემის მდგომარეობა გაცხელებისას.
თუ გაზი გაცხელებულია მუდმივი მოცულობა, მაშინ მთელი მიწოდებული სითბო მიდის გაზის გაცხელებაზე, ანუ მისი შიდა ენერგიის შეცვლაზე. შემდეგ აღინიშნება სითბოს სიმძლავრე CV.
ს რ- სითბოს სიმძლავრე ზე მუდმივი წნევა.თუ გაცხელებთ გაზს მუდმივი წნევით რდგუშის მქონე ჭურჭელში, მაშინ დგუში ავა გარკვეულ სიმაღლეზე თ, ანუ გაზი იმუშავებს (სურ. 4.2).
ბრინჯი. 4.2
შესაბამისად, გამტარი სითბო იხარჯება როგორც გათბობაზე, ასევე სამუშაოს შესრულებაზე. აქედან ირკვევა, რომ.
ასე რომ, გატარებული სითბო და სითბოს სიმძლავრე დამოკიდებულია იმაზე, თუ როგორ გადადის სითბო.ნიშნავს, ქდა C არ არის სახელმწიფო ფუნქციები.
რაოდენობები ს რდა CVაღმოჩნდება, რომ დაკავშირებულია მარტივი ურთიერთობებით. მოდი ვიპოვოთ ისინი.
მოდით გავაცხელოთ იდეალური გაზის ერთი მოლი მუდმივი მოცულობით (დ ა= 0). შემდეგ ჩვენ ვწერთ თერმოდინამიკის პირველ კანონს სახით:
| , | (4.2.3) |
იმათ. სითბოს რაოდენობის უსასრულოდ მცირე ზრდა უდრის შიდა ენერგიის ზრდას d უ.
სითბოს სიმძლავრე მუდმივი მოცულობითტოლი იქნება:
იმიტომ რომ უშეიძლება დამოკიდებული იყოს არა მხოლოდ ტემპერატურაზე. მაგრამ იდეალური აირის შემთხვევაში ფორმულა (4.2.4) მოქმედებს.
(4.2.4)-დან გამომდინარეობს, რომ
 ,
|
იზობარული პროცესის დროს, გარდა შინაგანი ენერგიის ზრდისა, მუშაობას ასრულებს აირი:
| . |
სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრის გარდა, შემოღებულია მოლური სითბოს სიმძლავრის კონცეფცია, რომელიც განისაზღვრება თერმული ენერგიის რაოდენობით, რომელიც საჭიროა ნივთიერების ერთი მოლის გასათბობად 1K-ით.
ამგვარად, თუ სპეციფიკურ სითბოს სიმძლავრეს აღვნიშნავთ თანდა მოლური სითბოს სიმძლავრე მეშვეობით თან, მაშინ აშკარაა С = მს, სადაც μ არის ნივთიერების ერთი მოლის მასა.
აირებისთვის სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრე, ისევე როგორც მოლური სითბოს სიმძლავრე, დამოკიდებულია იმ პირობებზე, რომლებშიც გაზი თბება. შემოღებულია ორი სითბოს სიმძლავრის კონცეფცია: სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრე მუდმივი წნევის დროს ერთად გვდა სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრე მუდმივი მოცულობით თანვ.
ვინაიდან გაზი, გაფართოებისას, მუშაობს გარე წნევის ძალების წინააღმდეგ, მუდმივი წნევის დროს გაზის სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრე უფრო მეტია, ვიდრე მუდმივი მოცულობის დროს. ანუ s p > თანვ.
ღირებულებების განსხვავება s p - თანვიდეალური გაზისთვის ის გამოითვლება თეორიულად: უდრის გაზის მუდმივობას გაყოფილი ნივთიერების ერთი მოლის მასაზე.
ადიაბატური პროცესი, რომელშიც არ არის სითბოს გაცვლა გაზსა და გარემოს შორის, აღწერილია პუასონის განტოლებით.
სადაც γ არის მუდმივი წნევის დროს იდეალური აირის სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრის თანაფარდობა მუდმივ მოცულობით იმავე აირის სპეციფიკურ სითბოს სიმძლავრის მიმართ, ანუ
თეორიული მოსაზრებებიდან გამომდინარეობს, რომ დიატომური აირისთვის თანაფარდობა არის 1.4. გამოცდილება გვიჩვენებს, რომ დიატომური აირების, მაგალითად, წყალბადის, ჟანგბადის და ა.შ., ისევე როგორც ჰაერისთვის, ეს თანაფარდობა ახლოსაა მის თეორიულ მნიშვნელობასთან.
1. მოწყობილობის აღწერა და მეთოდი
მოწყობილობა, რომლითაც თანაფარდობა განისაზღვრება, შედგება ცილინდრის B, წნევის მრიცხველის M, ორი ონკანის K 1 და K 2 და ტუმბოსგან (ნახ. 13).
სამუშაოს დაწყებამდე m ცილინდრში არის ჰაერის მასა, რომელიც K 1 და K 2 სარქველებით ღია, ანუ ატმოსფერული წნევის p 0, იკავებს მოცულობას V 0. ოთახის ტემპერატურა TK.
ტუმბოს გამოყენებით ცილინდრში ჰაერის გარკვეულ მასას ვატუმბავთ და ვხურავთ K1 სარქველს. ჰაერის მასა m, რომელიც იყო ცილინდრში, შეკუმშულია, რაც ცილინდრის მოცულობის ნაწილს აძლევს ჰაერის ახალ ნაწილს. ახლა ჰაერის მასა იკავებს V 1 ცილინდრის მოცულობაზე ნაკლებ მოცულობას< V 0 , давление внутри баллона возрастает до р 1 = р 0 +Δh 1 .
ცილინდრის შიგთავსი გარკვეულწილად გაცხელდა, როდესაც ჰაერის დამატებითი ნაწილი შედიოდა. ადიაბატური შეკუმშვის გამო, პროცესი სწრაფად მიმდინარეობს და გარე გარემოსთან სითბოს გაცვლა დრო არ არის. ამიტომ, საჭიროა დაველოდოთ, სანამ ცილინდრში ტემპერატურა არ გახდება TK-ის ტოლი და დადგინდება წნევის ლიანდაგში Δh 1 დონის სხვაობა.
ასე რომ, m ჰაერის მასის პირველი მდგომარეობა ხასიათდება პარამეტრებით: p 1, V 1, T c.
р 1 = р 0 +Δh 1
ჩვენ სწრაფად ვხსნით ონკანს K2 და ვათავისუფლებთ ჰაერს, სანამ ცილინდრის შიგნით წნევა არ გახდება ატმოსფერული p0-ის ტოლი, შემდეგ კვლავ ვხურავთ ონკანს K2-ს. მასა m დაიკავებს მთელი ცილინდრის V 0 მოცულობას, მაგრამ რადგან პროცესი ძალიან სწრაფად მოხდა, არ მომხდარა სითბოს გაცვლა გარე გარემოსთან, ცილინდრის შიგთავსის ტემპერატურა დაეცა T2-მდე.< Т 0 , то есть имеет место адиабатическое расширение.
ასე რომ, გაზის მეორე მდგომარეობა ხასიათდება შემდეგი პარამეტრებით:
p 2 = p 0; V 2 = V 0; T 2< Т К.
დახურულ სარქველებს K 1 და K 2, დაელოდეთ რამდენიმე წუთს, სანამ ტემპერატურა არ მოიმატებს ოთახის ტემპერატურამდე, რის შედეგადაც ცილინდრის შიგნით წნევა იზრდება
р 3 = р 0 +Δh 2
სადაც Δh 2 არის სითხის დონის სხვაობა წნევის ლიანდაგში.
ჰაერის m მასის მიერ დაკავებული მოცულობა უდრის V 3 = V 0 ცილინდრის მოცულობას. ტემპერატურა გახდა ოთახის ტემპერატურა TK ჰაერის მესამე მდგომარეობა ხასიათდება შემდეგი პარამეტრებით:
р 3 = р 0 +Δh 2; V 3 = V 0; თ კ.
ასე რომ, ცილინდრში შემავალი ჰაერის მასამ გაიარა შემდეგი მდგომარეობები:
ᲛᲔ. р 1 = р 0 +Δh 1; V 1< V 0 ; Т К.
II. p 2 = p 0; V 2 = V 0; T 2< Т К.
III. р 3 = р 0 +Δh 3; V 3 = V 0; თ კ.
I მდგომარეობიდან II მდგომარეობაზე გადასვლა ადიაბატური პროცესია. ის აკმაყოფილებს განტოლებას
(40)
I მდგომარეობიდან III მდგომარეობაზე გადასვლა იზოთერმულია. ის აკმაყოფილებს ბოილ-მარიოტის განტოლებას
(41)
მოდით გარდავქმნათ განტოლებები (40) და (41)
მაგრამ p 1 = p 0 +Δh 1, V 2 = V 3 = V 0, p 3 = p 0 +Δh 3, p 2 = p 0
(42)
(43)
ჩვენ ვცვლით (42)-ში მისი მნიშვნელობის თანაფარდობის ნაცვლად (43), მივიღებთ:
ამ განტოლების ლოგარითმის გათვალისწინებით, ჩვენ გვაქვს
გაყავით განტოლების მარჯვენა მხარის მრიცხველი და მნიშვნელი p 0-ზე, შემდეგ
სავარაუდო გამოთვლების თეორიიდან ცნობილია, რომ x-ის მცირე მნიშვნელობებისთვის:
(44)
ამრიგად, ექსპერიმენტული გაზომვით და შეგვიძლია განვსაზღვროთ ჰაერის სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრის თანაფარდობა:
II. სამუშაოს ბრძანება.
1. დახურეთ ონკანი K 2 და გახსენით ონკანი K 1. ტუმბოს საშუალებით ცილინდრში ჰაერი ჩასვით ზეწოლამდე, რომელიც შეესაბამება სითხის დონეების სხვაობას Δh = 10 ÷ 15 სმ და დახურეთ ონკანი.
2.დაელოდეთ სანამ წნევის მრიცხველში დონეების სხვაობა დადგინდება, ჩაწერეთ ეს განსხვავება.
3. გახსენით ონკანი K 2 და იმ მომენტში, როდესაც წნევის ლიანდაგში დონეები თანაბარია, დახურეთ იგი ისე, რომ არ დაელოდოთ წნევის მრიცხველში სითხის ვიბრაციის გაჩერებას.
4. დაელოდეთ სანამ ცილინდრში გაცივებული ჰაერი ადიაბატური გაფართოებით არ გათბება ოთახის ტემპერატურამდე. ჩაწერეთ ეს განსხვავება Δh 2.
5. მიღებული მნიშვნელობების Δh 1 და Δh 2, გამოთვალეთ
6. ხუთჯერ ჩაატარეთ ექსპერიმენტი და მიღებული მონაცემების საფუძველზე გამოთვალეთ საშუალო მნიშვნელობა
7. გაათავისუფლეთ ჰაერი ცილინდრიდან ცოტა ხნით ონკანის K 2 გახსნით.
8.გამოთვალეთ აბსოლუტური და ფარდობითი შეცდომები γ-ის განსაზღვრისას
|
არა. |
Δh 1 , მმ |
Δh 2 , მმ |
||
|
1 |
||||
|
2 |
||||
|
3 |
||||
|
4 |
||||
|
5 |
საკონტროლო კითხვები
1.რა ჰქვია თბოტევადობას? სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრე? მოლური სითბოს სიმძლავრე? დაწერეთ კავშირი სპეციფიკურ და მოლარულ სითბოს სიმძლავრეებს შორის.
2. განსაზღვრეთ c p და c V, C p და C V. რაზეა დამოკიდებული სითბოს სიმძლავრე?
3. გამოიტანე მაიერის განტოლება (კავშირი C p-სა და C V-ს შორის).
4. რომელია უფრო დიდი და რატომ C r ან C V?
5.რომელ პროცესს ეწოდება ადიაბატური. ჩაწერეთ ადიაბატური განტოლება. რა და რატომ არის ადიაბატი ან იზოთერმი უფრო ციცაბო?
6.დაწერეთ თერმოდინამიკის პირველი კანონი ადიაბატური პროცესისთვის. რა რაოდენობითაა სითბო, შინაგანი ენერგია და სამუშაო ადიაბატურ პროცესში?
7.გამოიღეთ პუასონის განტოლება.
8.რა არის ადიაბატური მაჩვენებელი? რაზეა ეს დამოკიდებული?
9. რამდენჯერ და როდის ხდება ადიაბატური პროცესი ლაბორატორიულ სამუშაოებში?
10. განსაზღვრეთ ენტროპია. რომელი პარამეტრია მუდმივი ადიაბატური პროცესის დროს? დაწერეთ თერმოდინამიკის მეორე კანონი.
11.რომელ პროცესს ეწოდება ციკლური? კარნოს ციკლი. კარნოს ციკლის ეფექტურობა. კარნოს ციკლის რომელ ნაწილებში ხდება სითბოს მიწოდება და ამოღება და რომელ ნაწილებზე კეთდება მუშაობა გაზი და გაზზე?
შესავალი
თერმოდინამიკის პირველი კანონის მიხედვით, სისტემაში გადაცემული ენერგიის რაოდენობა dQ სითბოს გაცვლის პროცესში მიდის მისი შიდა ენერგიის dU-ს შეცვლაზე და სისტემაზე, რომელიც ასრულებს სამუშაოს dA გარე ძალებს:
ერთი (კილო)მოლი აირის ერთი გრადუსით გასათბობად საჭირო სითბოს რაოდენობა განისაზღვრება მოლური სითბოს სიმძლავრით - თან.
სითბოს სიმძლავრის სიდიდე დამოკიდებულია გათბობის პირობებზე. არსებობს ორი ტიპის სითბოს სიმძლავრე: C p - მოლური სითბოს სიმძლავრე მუდმივ წნევაზე და Cv - მოლური სითბოს სიმძლავრე მუდმივ მოცულობაზე, დაკავშირებული განტოლებით:
С p =С v +R, (2)
სადაც R არის გაზის უნივერსალური მუდმივი, რიცხობრივად ტოლია იმ სამუშაოს, რომელიც შესრულებულია იდეალური გაზის ერთი მოლის გაცხელებისას ერთი კელვინით მუდმივი წნევის დროს.
პროცესს, რომელიც ხდება გარემოსთან სითბოს გაცვლის გარეშე (dQ = 0), ეწოდება ადიაბატური. იგი აღწერილია პუასონის განტოლებით:
ადიაბატური პროცესის მუშაობა, როგორც ჩანს თერმოდინამიკის პირველი კანონიდან (3), სრულდება მხოლოდ შინაგანი ენერგიის ცვლილების გამო:
ადიაბატური პროცესის მთლიანი მუშაობა შეიძლება გამოითვალოს ფორმულის გამოყენებით:
(5)
ინსტრუმენტები და აქსესუარები: თხევადი წნევის საზომი, დახურული მინის ბოთლი სამმხრივი სარქველით, ტუმბო.
მეთოდის თეორია და ინსტალაციის აღწერა.
C p / C v განსაზღვრის მეთოდი , ნაშრომში გამოყენებულია ჰაერის ადიაბატური გაფართოების პროცესი.
ინსტალაცია (სურ. 22) შედგება სქელკედლიანი ცილინდრისგან 2, დაკავშირებულია საინექციო ტუმბოსთან 3 და ღია U- ფორმის წყლის წნევის საზომი 1. სამმხრივი სარქველი 4 საშუალებას გაძლევთ დააკავშიროთ ცილინდრი ტუმბოს ან ატმოსფეროს.
მოდით აღვნიშნოთ გაზის მასა ცილინდრში ატმოსფერულ წნევაზე - მ 1.
თუ ცილინდრს დააკავშირებთ ტუმბოს და ამოტუმბავთ ჰაერს, ცილინდრში წნევა გაიზრდება და თანაბარი გახდება. p 1 =p 0 + სთ 1,სად სთ 1- ჭარბი ატმოსფერულ წნევაზე p 0,გაზომილი წნევის ლიანდაგით, (p 0,და სთ 1უნდა იყოს გამოხატული იმავე ერთეულებში).
Შენიშვნა. ვინაიდან ინექციის დროს ცილინდრში ჰაერი თბება, გაზომეთ ზედმეტი წნევა სთ 1უნდა გაკეთდეს, როცა ცილინდრში ჰაერის ტემპერატურა ოთახის ტემპერატურის ტოლი გახდება (1-2 წუთის შემდეგ).
გაზის მასა მ 1ახლა დაიკავებს V 1-ით ნაკლებ მოცულობას ცილინდრის მოცულობაზე.
მისი მდგომარეობა ხასიათდება შემდეგი პარამეტრებით: p 1, V 1, T 1 (ნახ. 23). თუ მოკლედ დააკავშირებთ ბუშტს ატმოსფეროს ონკანის გამოყენებით, ჰაერი სწრაფად გაფართოვდება (ანუ ადიაბატურად). ჰაერის მასის ნაწილი მგამოვა კონტეინერიდან. დარჩენილი ჰაერის მასა მ 1,რომელიც იკავებდა ცილინდრის მოცულობის ნაწილს სარქვლის გახსნამდე, კვლავ დაიკავებს მთელ მოცულობას Vk = V2.ცილინდრში წნევა გახდება ატმოსფერულის ტოლი (p 2 = p 0).ჰაერის ტემპერატურა მისი ადიაბატური გაფართოების შედეგად იქნება ოთახის ტემპერატურაზე დაბალი. ამრიგად, ონკანის დახურვის მომენტში ჰაერი II მდგომარეობაშია (p 2, V 2, T 2).
გაზის მასისთვის მ 1,პუასონის კანონის მიხედვით (3), ვიღებთ:
ვინაიდან I და III შტატებში ტემპერატურა ერთნაირია, მაშინ ბოილ-მარიოტის კანონის მიხედვით:
(6) და (7) ტოლობების შედარებისას მივიღებთ:
ავიღოთ ამ გამოთქმის ლოგარითმი
და შედარებით გადაჭრით
Იმის გათვალისწინებით p 1 =p 0 +h 1; p 2 = p 0; p 3 = p 0 + სთ 2ჩვენ ვიღებთ:
ვინაიდან წნევა ოდნავ განსხვავდება ერთმანეთისგან, დაახლოებით ბოლო გამოხატულებაში ლოგარითმები შეიძლება შეიცვალოს რიცხვებით:
ან
ადიაბატური გაფართოების მუშაობის გამოსათვლელად ვიყენებთ ფორმულას (5). ვინაიდან პუასონის კანონის მიხედვით
შემდეგ ფორმულა (5) მიიღებს ფორმას:
A= 
სად V≈V-მდე,მითითებულია ინსტალაციაზე.
სამუშაოს დასრულება
1. ონკანის საშუალებით შეაერთეთ ბალონი ტუმბოს და ამოტუმბეთ ჰაერი მანამ, სანამ წნევის მრიცხველში სითხის დონეების სხვაობა არ გახდება 20-30 სმ.
2. დახურეთ ონკანი და დაელოდეთ წნევის მრიცხველში სითხის დონის დადგენას. დათვალეთ სხვაობა სითხის დონეებში წნევის მრიცხველის იდაყვებში სთ 1(დაითვალეთ მენისკის ქვედა კიდის გასწვრივ).
3. გახსენით ონკანი და იმ მომენტში, როდესაც წნევის მრიცხველის ორივე იდაყვში სითხის დონე თანაბარია, სწრაფად დახურეთ იგი.
4. 1-2 წუთის მოლოდინის შემდეგ, სანამ ცილინდრში ჰაერი არ გათბება ოთახის ტემპერატურამდე, გაზომეთ სითხის დონეების განსხვავება წნევის მრიცხველის ორივე იდაყვში h 2.
5. გამოიყენეთ ბარომეტრი ატმოსფერული წნევის გასაზომად r 0.
6. შეიყვანეთ მონაცემები ცხრილში.
7. გაიმეორეთ ექსპერიმენტი (ნაბიჯი 1-4) სულ მცირე ხუთჯერ.
| №№ | სთ 1, მმ წყალი. Ხელოვნება. | სთ 2, მმ წყალი. Ხელოვნება. | სთ 1 -სთ 2, მმ წყალი. Ხელოვნება. | |||
გამოთვლები
1. გამოთვალეთ მნიშვნელობა თითოეული გაზომვისთვის ფორმულის გამოყენებით (8).
ნივთიერების სპეციფიკური თბოტევადობა- მნიშვნელობა უდრის სითბოს რაოდენობას, რომელიც საჭიროა 1 კგ ნივთიერების 1 კ-ით გასათბობად:
სპეციფიკური სითბური სიმძლავრის ერთეულია ჯული კილოგრამ კელვინზე (J/(კგ K)).
მოლური სითბოს ტევადობა- მნიშვნელობა უდრის სითბოს რაოდენობას, რომელიც საჭიროა ნივთიერების 1 მოლი 1 K-ით გასათბობად:
სად ν =m/M არის ნივთიერების რაოდენობა.
მოლური სითბური სიმძლავრის ერთეულია ჯული მოლ კელვინზე (J/(mol K)).
სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრე c დაკავშირებულია მოლური სითბოს სიმძლავრესთან C m, მიმართებაში
სადაც M არის ნივთიერების მოლური მასა.
სითბოს სიმძლავრე გამოვლენილია მუდმივი მოცულობისა და მუდმივი წნევის დროს, თუ ნივთიერების გაცხელების პროცესში მისი მოცულობა ან წნევა მუდმივია. მოდით დავწეროთ თერმოდინამიკის პირველი კანონის გამოხატულება ერთი მოლი აირის გათვალისწინებით (1) და δA=pdV.
თუ გაზი თბება მუდმივი მოცულობით, მაშინ dV = 0 და გარე ძალების მუშაობა ასევე ნულის ტოლია. შემდეგ გაზს გარედან გადაცემული სითბო მხოლოდ მისი შინაგანი ენერგიის გასაზრდელად მიდის:
(4) ანუ გაზის მოლური სითბური სიმძლავრე მუდმივი მოცულობით C V უდრის ერთი მოლის გაზის შიდა ენერგიის ცვლილებას მისი ტემპერატურის 1 კ-ით ზრდით. ვინაიდან U m =( მე/2)RT,
თუ გაზი თბება მუდმივი წნევით, მაშინ გამოხატულება (3) შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ფორმით
იმის გათვალისწინებით, რომ (U m / dT) არ არის დამოკიდებული პროცესის ტიპზე (იდეალური აირის შიდა ენერგია არ არის დამოკიდებული არც p და არც V-ზე, არამედ განისაზღვრება მხოლოდ T ტემპერატურით) და ყოველთვის უდრის C V-ს და დიფერენცირებას კლაპეირონ-მენდელეევის განტოლება pV m = RT T-ით (p=const), მივიღებთ
გამოსახულებას (6) ეწოდება მაიერის განტოლება; ის ამბობს, რომ C p ყოველთვის მეტია C V-ზე ზუსტად მოლარული აირის მუდმივობით. ეს აიხსნება იმით, რომ გაზის გასათბობად მუდმივ წნევაზე, საჭიროა დამატებითი რაოდენობის სითბო გაზის გაფართოების სამუშაოს შესასრულებლად, რადგან წნევის მუდმივობა უზრუნველყოფილია მოცულობის ზრდით. გაზი. (5) გამოყენებით, ფორმულა (6) შეიძლება ჩაიწეროს როგორც
თერმოდინამიკური პროცესების შესწავლისას მნიშვნელოვანია ვიცოდეთ Cp-ს და C V-ის დამახასიათებელი თანაფარდობა თითოეული გაზისთვის:
(8)
დაურეკა ადიაბატური ინდექსი. იდეალური აირების მოლეკულური კინეტიკური თეორიიდან ცნობილია ადიაბატური მაჩვენებლის რიცხვითი მნიშვნელობები, რომლებიც დამოკიდებულია გაზის მოლეკულაში ატომების რაოდენობაზე:
მონოტომიური გაზი γ = 1,67;
დიატომიური გაზი γ = 1,4;
ტრი და პოლიატომური გაზი γ = 1,33.
(ადიაბატური მაჩვენებელი ასევე აღინიშნება k-ით)
11. სითბო. თერმოდინამიკის პირველი კანონი.
თერმოდინამიკური სისტემის შიდა ენერგია შეიძლება შეიცვალოს ორი გზით: სისტემაზე შესრულებული სამუშაოებით და გარემოსთან სითბოს გაცვლის გზით. ენერგია, რომელსაც სხეული იღებს ან კარგავს გარემოსთან სითბოს გაცვლის პროცესში, ეწოდება სითბოს რაოდენობაან უბრალოდ სითბო.
საზომი ერთეული (SI) არის ჯოული. კალორია ასევე გამოიყენება როგორც სითბოს საზომი ერთეული.
თერმოდინამიკის პირველი კანონი არის თერმოდინამიკის ერთ-ერთი ძირითადი პრინციპი, რომელიც არსებითად არის ენერგიის შენარჩუნების კანონი, რომელიც გამოიყენება თერმოდინამიკური პროცესებისთვის.
თერმოდინამიკის პირველი კანონი ჩამოყალიბდა მე-19 საუკუნის შუა წლებში ჯ.რ. მაიერის, ჯოულისა და გ.ჰელმჰოლცის მუშაობის შედეგად. თერმოდინამიკის პირველი კანონი ხშირად ჩამოყალიბებულია, როგორც პირველი ტიპის მუდმივი მოძრაობის მანქანის არსებობის შეუძლებლობა, რომელიც შეასრულებს მუშაობას ნებისმიერი წყაროდან ენერგიის ამოღების გარეშე.
ფორმულირება
სისტემის მიერ მიღებული სითბოს რაოდენობა მიდის მისი შიდა ენერგიის შესაცვლელად და გარე ძალების წინააღმდეგ სამუშაოების შესასრულებლად.
თერმოდინამიკის პირველი კანონი შეიძლება ჩამოყალიბდეს შემდეგნაირად:
”სისტემის მთლიანი ენერგიის ცვლილება კვაზი-სტატიკურ პროცესში უდრის სისტემაში გადაცემული Q სითბოს რაოდენობას, ჯამურად ენერგიის ცვლილებასთან, რომელიც დაკავშირებულია N ნივთიერების რაოდენობასთან ქიმიურ პოტენციალზე, და სამუშაო A” შესრულებული სისტემაზე გარე ძალებითა და ველებით, გამოკლებული სამუშაო A-ს მიერ შესრულებული თავად სისტემა გარე ძალების წინააღმდეგ”:
სითბოს ელემენტარული რაოდენობისთვის, ელემენტარული სამუშაოსთვის და შინაგანი ენერგიის მცირე ნამატისთვის (სულ დიფერენციალისთვის), თერმოდინამიკის პირველ კანონს აქვს ფორმა:
სამუშაოს ორ ნაწილად დაყოფა, რომელთაგან ერთი აღწერს სისტემაზე შესრულებულ სამუშაოს, ხოლო მეორე - თავად სისტემის მიერ შესრულებულ სამუშაოს, ხაზს უსვამს, რომ ეს სამუშაოები შეიძლება შესრულდეს სხვადასხვა ხასიათის ძალების მიერ ძალების სხვადასხვა წყაროს გამო.
მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ და არის სრული დიფერენციალური და და არ არის. სითბოს ზრდა ხშირად გამოიხატება ტემპერატურისა და ენტროპიის ზრდით: .
