Количество теплоты, полученное системой, идет на изменение ее внутренней энергии и совершение работы над внешними телами.
Изменение ΔU внутренней энергии неизолированной термодинамической системы равно разности между количеством теплоты Q, переданной системе, и работой A, совершенной системой над внешними телами.
|
Соотношение, выражающее первый закон термодинамики, часто записывают в другой форме:
|
Количество теплоты, полученное системой, идет на изменение ее внутренней энергии и совершение работы над внешними телами.
72 Теплопередача — физический процесс передачи тепловой энергии от более горячего тела к более холодному либо непосредственно (при контакте), либо через разделяющую (тела или среды) перегородку из какого-либо материала. Когда физические тела одной системы находятся при разной температуре, то происходит передача тепловой энергии, или теплопередача от одного тела к другому до наступления термодинамического равновесия. Самопроизвольная передача теплавсегда происходит от более горячего тела к более холодному, что является следствием второго закона термодинамики
73 Коли́чество теплоты́ — энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче. Количество теплоты является одной из основных термодинамических величин.
Количество теплоты является функцией процесса, а не функцией состояния, то есть количество теплоты, полученное системой, зависит от способа, которым она была приведена в текущее состояние.
Единица измерения: Джоуль.
74 Уде́льная теплоёмкость (Удельная теплота нагревания на один градус, обозначается как c) вещества определяется как количество тепловойэнергии, необходимой для повышения температуры одного килограмма вещества на один градус.
Единицей СИ для удельной теплоёмкости является джоуль на килограмм-кельвин. Следовательно, удельную теплоёмкость можно рассматривать как теплоёмкость единицы массы вещества. На значение удельной теплоёмкости влияет температура вещества. К примеру, измерение удельной теплоёмкости воды даст разные результаты при 20 °C и 60 °C.
Формула расчёта удельной теплоёмкости: 
, где 
— удельная теплоёмкость, 
— количество теплоты, полученное веществом при нагреве (или выделившееся при охлаждении), 
— масса нагреваемого (охлаждающегося) вещества, 
— разность конечной и начальной температур вещества.
75 Удельная теплота парообразования показывает, какое количество теплоты необходимо, чтобы превратитъ в пар 1 кг данного вещества при температуре кипения.Единица удельной теплоты парообразования в системе СИ:
[ L ] = 1 Дж/ кг
С ростом давления температура кипения жидкости повышается, а удельная теплота парообразования уменьшается и наоборот
76 Уде́льная теплота́ плавле́ния (также: энтальпия плавления; также существует равнозначное понятие уде́льная теплота́ кристаллиза́ции) — количество теплоты, которое необходимо сообщить одной единице массы кристаллического вещества в равновесном изобарно-изотермическом процессе, чтобы перевести его из твёрдого (кристаллического) состояния в жидкое (то же количество теплоты выделяется при кристаллизации вещества).
Теплота плавления — частный случай теплоты фазового перехода I рода.
Различают удельную теплоту плавления (Дж/кг) и молярную (Дж/моль).
Удельная теплота плавления обозначается буквой 
(греческая буква лямбда) Формула расчёта удельной теплоты плавления: 
, где — удельная теплота плавления, — количество теплоты, полученное веществом при плавлении (или выделившееся при кристаллизации), — масса плавящегося (кристаллизующегося) вещества.
77 Тепловым двигателем называется устройство, совершающее механическую работу за счет внутренней энергии топлива.
Тепловые двигатели весьма разнообразны как по конструкции, так и по назначению.
Это и паровые турбины на тепловых электростанциях, и двигатели внутреннего сгорания на автомобилях, тракторах, и реактивные двигатели различных типов.
Все тепловые двигатели обладают общим свойством — периодичностью действия (цикличностью), в результате чего рабочее тело периодически возвращается в исходное состояние.
Принцип действия теплового двигателя рассмотрим на примере поршневого двигателя.
Любой тепловой двигатель состоит из трех основных частей: рабочего тела, нагревателя и холодильника.
Рабочее тело (пар или газ) получает некоторое количество теплоты Q1 от нагревателя, у которого за счет сгорания топлива поддерживается постоянная высокая температура T1.
Это количество теплоты идет на увеличение внутренней энергии газа и совершение им работы A1.
Чтобы процесс был циклическим, поршень необходимо вернуть в исходное положение.
Если процесс сжатия провести в обратном порядке, то работы газа и над газом будут одинаковы и суммарная работа будет равна нулю.
Поэтому, чтобы работа сжатия A2 была по абсолютному значению меньше работы расширения, нужно, чтобы каждому значению объема при сжатии соответствовало меньшее давление, чем при расширении.
А это возможно осуществить, только если газ перед сжатием охладить.
Для этого рабочее тело приводят в контакт с телом меньшей температуры T2 < T1 (холодильником).
78 Второй Закон Термодинамики, как и Первый (Закон сохранения энергии) установлен эмпирическим путем. Впервые его сформулировалКлаузиус: "теплота сама собой переходит лишь от тела с большей температурой к телу с меньшей температурой и не может самопроизвольно переходить в обратном направлении".
Другая формулировка: все самопроизвольные процессы в природе идут с увеличением энтропии. (Энтропия - мера хаотичности, неупорядоченности системы).
79 Теплова́я маши́на — устройство, преобразующее тепловую энергию в механическую работу (тепловой двигатель) или механическую работу в тепло (холодильник). Преобразование осуществляется за счёт изменения внутренней энергии рабочего тела — на практике обычно пара или газа.
Идеальная тепловая машина — машина, в которой произведённая работа и разница между количеством подведённого и отведённого тепла равны. Работа идеальной тепловой машины описывается циклом Карно.
При работе часть тепла Q1 передается от нагревателя к рабочему телу, а затем часть энергии Q2 передается холодильнику, который охлаждает машину. КПД тепловой машины считается по формуле ((Q1-Q2)/Q1)х100.
Периодически действующий двигатель, совершающий работу за счет получаемого извне тепла, называется тепловой машиной.