กฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์เป็นจุดเริ่มต้นของทุกอย่างที่มีอยู่

เรื่องของการศึกษาอุณหพลศาสตร์คือพลังงานในทุกรูปลักษณ์และที่สำคัญที่สุดคือการเปลี่ยนพลังงานจากชนิดหนึ่งไปสู่อีกสายพันธุ์หนึ่ง มันเกิดขึ้นว่าระยะตัวเองเกิดขึ้นในช่วงเริ่มต้นของการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ในด้านพลังงานและในเวลานั้นรายการของ ประเภท ต่างๆ ของพลังงาน ยังคงมีขนาดเล็ก - เครื่องกลและความร้อน ดังนั้นชื่อ "อุณหพลศาสตร์" ได้สะท้อนถึงสาระสำคัญของเรื่อง - การเคลื่อนที่ (การถ่ายโอน) และการแปลงความร้อนเป็นงานเชิงกลและในทางกลับกัน ค่อยๆมีแนวคิดที่อธิบายถึงกระบวนการความร้อน: ความร้อนของฟิวชั่น, ความจุความร้อนและในที่สุดหน่วยสำหรับการวัดปริมาณความร้อน - แคลอรี่ (1772, M. Wilke) เวลามากจะผ่านและกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์จะเป็นสูตร แต่แต่ละขั้นตอนเป็นผลมาจากความพยายามของนักวิจัยหลายคน

เพื่อศึกษา กฎของอุณหพลศาสตร์ การใช้อนุสัญญาบางประเภททำให้สามารถแยกแยะวัตถุที่อยู่ในระหว่างการศึกษาและระบุคุณสมบัติที่จะศึกษา วัตถุภายใต้การตรวจสอบจะแสดงเป็นระบบปิดจากอนุภาคจำนวนมาก ถ้าในระบบสามารถกำหนดขอบเขตของปริมาตรหนึ่ง ๆ แล้วเรียกว่าตัว นี่คือวิธีที่ผู้เข้าร่วมหลักของการกระทำทางอุณหพลศาสตร์ปรากฏ: ระบบอนุภาคล้อมรอบในปริมาณหนึ่งเป็นก๊าซอุดมคติ ในกระบวนการของการเปลี่ยนแปลงพลังงานระบบอุณหพลศาสตร์เปลี่ยนสถานะและการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้จะอธิบายโดยชุดของแนวคิด - พารามิเตอร์กระบวนการ ถ้าอุณหภูมิ T ปริมาตร V และความดัน P ถูกนำมาเป็นค่าพารามิเตอร์พวกเขาก็เพียงพอที่จะอธิบายกระบวนการอุณหพลศาสตร์ใด ๆ ระบบทั้งหมดจะพิจารณาเฉพาะสำหรับสถานะดุลยภาพเท่านั้น การสร้างสมดุลเช่นความร้อนเป็นกระบวนการถ่ายเทความร้อน - บางอย่างเย็นลงและสิ่งที่อุ่นขึ้น ในเวลาเดียวกันปริมาณ "ให้ - รับ" เป็นกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ฯ จะเหมือนกัน และนี่เป็นงานหลักที่นักวิทยาศาสตร์แก้ปัญหามาหลายศตวรรษแล้ว: การค้นหาผู้เข้าร่วมการ แลกเปลี่ยนพลังงาน และการกำหนดบทบาทในกระบวนการนี้

พื้นฐานของเครื่องมือทางทฤษฎีของอุณหพลศาสตร์คือ 3 กฎ สันนิษฐานว่าร่างกายสามารถดูดซับพลังงานโดยการเพิ่มพลังงานภายใน (เช่นความร้อน) และ / หรือเนื่องจากพลังงานภายในเพื่อทำงานในการเอาชนะแรงภายนอก (ตัวอย่างเช่นการผลักดันลูกสูบ) การ เปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของ ร่างกาย U คือผลรวมของพลังงานที่ถูกดูดกลืนโดยมันและพลังงานของแรงภายนอก A. ทางคณิตศาสตร์นี้จะแสดงในรูปแบบของการเปลี่ยนแปลงที่น้อยที่สุดดังต่อไปนี้:

DU = dQ + dA (1)

ในความเป็นจริงนี้เป็นกฎหมายของการอนุรักษ์พลังงานที่เราสามารถพูดได้กฎหมายของการเป็น

ลักษณะเฉพาะของกระบวนการทางอุณหพลศาสตร์มักจะพิจารณาในรูปแบบที่ก๊าซเหมาะถูกนำโดยร่างกายทำงานซึ่งสามารถอุ่นและ / หรือดำเนินการโดยกลไกโดยแรงภายนอก (การบีบอัด - การขยายตัว) โดยวิธีลูกสูบและหนึ่งในพารามิเตอร์ - ความดัน P, ปริมาตร V หรืออุณหภูมิ T เท่ากับค่าคงที่ การประยุกต์ใช้กฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์กับไอโซโพรเซสเซสช่วยให้สามารถระบุแหล่งพลังงานสำหรับสภาวะที่เฉพาะเจาะจงได้

กระบวนการ isochoric หมายความว่า V = const ผลที่ได้คือการ ทำงานทางกล ไม่พร้อมใช้งานเพราะ ปริมาตรไม่เปลี่ยนแปลงเฉพาะ พลังงานภายในที่มีการ เปลี่ยนแปลงเนื่องจากความร้อนแล้ว: dA = pdV = 0 และด้วยเหตุนี้ dU = dQ และสามารถระบุได้จากความสัมพันธ์:

DQ = (m / M) * CV * dT (2)

ดังนั้นกระบวนการ isochoric เป็นเพราะอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น

กระบวนการ isobaric อนุมานได้ว่า p = const และเงื่อนไขนี้จะได้ผลถ้า medium ทำงานทำกลไกการทำความร้อนตัวอย่างเช่นการเคลื่อนย้ายลูกสูบ ถ้าเราสลับการใช้นิพจน์สำหรับพลังงานความร้อนและสมการของเม็นเดเลอีฟ - คิลปิงอลให้เราสามารถหานิพจน์สำหรับคำนวณ งาน ทางกล ของก๊าซ ได้อย่างง่ายดาย:

A = (m / M) * R * (T2-T1) (3)

R คือค่าคงที่ของแก๊สและหมายถึงการทำงานเพื่อเพิ่มปริมาณก๊าซในปริมาณหนึ่งโมลหากอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงไปหนึ่งองศาเคลวิน สรุป: ในกระบวนการ isobaric ก๊าซจะถูกเติมด้วยพลังงานความร้อน (2) และใช้พลังงานภายในที่เพิ่มขึ้นโดยการขยายตัว (3)

กระบวนการที่ T = const ในอุณหพลศาสตร์เรียกว่า isothermal สาระสำคัญของมันอยู่ในความจริงที่ว่าพลังงานภายในที่ได้รับเนื่องจากความร้อนจะถูกใช้อย่างสมบูรณ์สำหรับการทำงานในการเอาชนะแรงจากภายนอก กฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ของไอโซโพรเซสเซสบ่งชี้ว่าเพื่อรักษาอุณหภูมิของร่างกายให้คงที่พลังงานภายในของมันทำให้ค่าใช้จ่ายในการทำงานทางกลขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงความดัน คำนวณค่าใช้จ่ายด้านพลังงานเหล่านี้ได้จากการแสดงออก:

Q = A = (m / M) * R * T * (ln (p1 / p2)).