11)Работа термодинамической системы.Количество теплоты.Теплоёмкость.Первый закон термодинамики.

Термодинамические системы являются системами большого числа частиц, взаимодействующих как друг с другом, так и с внешними полями.важной особенностью термодинамической системы является ее равновесность (равномерное распределение частиц, температуры, концентрации и других характеристик по объему, занимаемому системой).Элементарная работа термодинамической системы над внешней средой может быть вычислена так: сигма*А = (F*dr) = P(ds*dr) = PdV,где ds - нормаль элементарной (бесконечно малой) площадки,P — давление и dV — бесконечно малое приращение объёма.

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.Единицы измерения: Джоули (Дж).Согласно закону сохранения энергии,

ΔA = ΔU_А + ΔU_В

где ΔA — макроскопическая работа внешних сил над телом A. Если учесть, что

ΔA = − A_int

где A _int— работа, совершённая телом A, то закону сохранения энергии можно придать форму первого начала термодинамики:

ΔQ_А = ΔU_А + A _int

Из первого начала термодинамики следует корректность введённого определения количества теплоты, то есть независимость соответствующей величины от выбора пробного тела B и способа теплообмена между телами. Заметим, что для определения количества теплоты необходимо пробное тело, в противном случае первое начало теряет смысл содержательного закона и превращается в определение количества теплоты.

Теплоёмкость тела (обычно обозначается латинской буквой C) — физическая величина, определяющая отношение бесконечно малого количества теплоты δQ, полученного телом, к соответствующему приращению его температуры δT: C = (δQ)/(δT). Удельной теплоёмкостью называется теплоёмкость, отнесённая к единичному количеству вещества. Количество вещества может быть измерено в килограммах, кубических метрах и молях. В зависимости от того, к какой количественной единице относится теплоёмкость, различают массовую, объёмную и молярную теплоёмкость.

Первое начало термодинамики — один из трёх основных законов термодинамики, представляет собой закон сохранения энергии для термодинамических систем.Первое начало термодинамики было сформулировано в середине XIX века в результате работ немецкого учёного Ю. Р. Майера, английского физика Дж. П. Джоуля и немецкого физика Г. Гельмгольца.Согласно первому началу термодинамики, термодинамическая система может совершать работу только за счёт своей внутренней энергии или каких-либо внешних источников энергии. Первое начало термодинамики часто формулируют как невозможность существования вечного двигателя первого рода, который совершал бы работу, не черпая энергию из какого-либо источника.Существует несколько эквивалентных формулировок первого начала термодинамики: 1) В любой изолированной системе запас энергии остаётся постоянным.[2] Это — формулировка Дж. П. Джоуля (1842 г.). 2)Количество теплоты, полученное системой, идёт на изменение её внутренней энергии и совершение работы против внешних сил. и др. Для элементарного количества теплоты δQ, элементарной работы δA и малого приращения dU внутренней энергии первый закон термодинамики имеет вид:

dU = δQ − δA + μdN + δA'. Важно заметить, что dU и dN являются полными дифференциалами, а δA и δQ — нет.