Презентация к уроку на тему "Первый закон термодинамики"

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Саратовской области Петровский агропромышленный лицей

ФИЗИКА

ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ

Первое начало (первый закон) термодинамики —
это закон сохранения и превращения энергии для
термодинамической системы.
Согласно первому началу термодинамики, работа
может совершаться только за счет теплоты или
какой-либо другой формы энергии.
Следовательно, работу и количество теплоты
измеряют в одних единицах — джоулях (как и
энергию).
Первое начало термодинамики было
сформулировано немецким ученым Ю. Л. Манером
в 1842 г. и подтверждено экспериментально
английским ученым Дж. Джоулем в 1843 г.

Первый закон термодинамики формулируется
так:
изменение внутренней энергии системы при
переходе ее из одного состояния в другое равно
сумме работы внешних сил и количества
теплоты, переданного системе:
 
ΔU = A + Q,

где ΔU — изменение внутренней энергии, A —
работа внешних сил, Q — количество теплоты,
переданной системе.

Из (ΔU = A + Q) следует закон сохранения
внутренней энергии. Если систему изолировать
от внешних воздействий, то A = 0 и Q = 0, а
следовательно, и ΔU = 0.
При любых процессах, происходящих в
изолированной системе, ее внутренняя энергия
остается постоянной.
Если работу совершает система, а не внешние
силы, то уравнение (ΔU = A + Q) записывается в
виде:


где A' — работа, совершаемая системой (A' = -A).

Количество теплоты, переданное системе, идет
на изменение ее внутренней энергии и на
совершение системой работы над внешними
телами.
Первое начало термодинамики может быть
сформулировано как невозможность
существования вечного двигателя первого рода,
который совершал бы работу, не черпая энергию
из какого-либо источника (т. е. только за счет
внутренней энергии).

Действительно, если к телу не поступает теплота
(Q - 0), то работа A', согласно уравнению,
совершается только за счет убыли внутренней
энергии А' = -ΔU. После того, как запас энергии
окажется исчерпанным, двигатель перестает
работать.
Следует помнить, что как работа, так и
количество теплоты, являются характеристиками
процесса изменения внутренней энергии, поэтому
нельзя говорить, что в системе содержится
определенное количество теплоты или работы.
Система в любом состоянии обладает лишь
определенной внутренней энергией.