§ 6.6. Применение первого начала термодинамики к

изопроцессам

Изопроцессы — термодинамические процессы, во время которых количество вещества и ещё одна из физических величин - параметров состояния: давление, объём или температура — остаются неизменными. Так, неизменному давлению соответствует изобарный процесс, объёму - изохорный, температуре — изотермический, энтропии — изоэнтропийный (например, обратимый адиабатический процесс). Линии, изображающие данные процессы на какой-либо термодинамической диаграмме, называются изобара, изохора, изотерма и адиабата соответственно.

Процесс	p-V диаграмма	Первое начало термодинамики	∆U	Работа A
T=const
Изотермическое расширение	p V 0 1 2 p V 0 1 2	Q=A (Q>0)	∆U = 0	(A > 0)
Изотермическое сжатие	p V 0 2 1 p V 0 2 1	Q=A (Q<0)	∆U = 0	(A <0)

V=const
Изохорное нагревание	p V 1 2 0 p V 1 2 0	Q=∆U (Q>0)	∆U = Q (∆U >0)	A = 0
Изохорное охлаждение	p V 0 1 2 p V 0 1 2	Q=∆U (Q<0)	∆U = Q (∆U <0)	A = 0
p=const
Изобарное расширение	V p 0 1 2 V p 0 1 2	Q=∆U+A (Q>0)	∆U = Q - A (∆U >0)	(A > 0)
Изобарное сжатие	V p 0 1 2 V p 0 1 2	Q=∆U+A (Q>0)	∆U = Q - A (∆U <0)	(A < 0)

§ 6.7. Уравнение теплового баланса

Теплообмен – процесс передачи внутренней энергии без совершения работы. Если несколько тел с различными температурами привести в соприкосновение, то между ними совершится теплообмен (происходит за счет обмена энергиями хаотически движущихся молекул), в результате которого происходит выравнивание температур тела.

Рассмотрим систему тел, в которой происходит теплообмен.

В данном случае

В процессе теплообмена внутренняя энергия одних тел увеличивается, других тел – уменьшается. Мера этого изменения – количество теплоты, которое данные тела получили или отдали в процессе теплообмена.

В общем случае

Если в теплообмене участвуют несколько тел, то алгебраическая сумма количества теплоты, отданного телами , и количества теплоты, полученного телами , для замкнутой системы тел равна нулю.

• Уравнение теплового баланса

Расчет изменения внутренней энергии:

• при нагревании или охлаждении

• при плавлении или затвердевании

• при парообразовании или конденсации

• при сгорании вещества

В приведенных формулах: c – удельная теплоемкость тел; λ – удельная теплота плавления; r – удельная теплота парообразования; q – удельная теплота сгорания; m – масса тела; ∆T – изменение температуры (∆T = θ - T₀; θ – конечная температура тела; T₀ – начальная температура тела).