Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
Pierwszazasadatermodynamiki
17
krócej–jestfunkcjąstanu.Oznaczato,żezmianaenergiiwewnętrznejukładu
wjakimkolwiekprocesiejestjednoznacznieokreślonaprzezwartościparametrów
stanuukładunapoczątkuinakońcuprocesu.Jeżelistanydwóchukładówsą
identyczne,toenergiewewnętrzneobutychukładówsąsobierówne.
Pierwszazasadatermodynamiki,zwanateżzasadązachowaniaenergii,
stwierdza,żeenergiawewnętrznaukładuizolowanegojestwielkościąstałą,
niezależnąodprzebiegającychwtymukładzieprocesów:
U=const,awięcdU=0
(1.1)
Zkoleizmianaenergiiwewnętrznejukładuzamkniętegonieizolowanegojest,wg
pierwszejzasadytermodynamiki,równasumieenergiidostarczonejdoukładu
iodprowadzonejzukładupodjakąkolwiekpostacią.Tradycyjniewyróżniasię
dwiepostacieenergii,jakieukładwymieniazotoczeniem:ciepłoipracę.Mówi
się,żeukładwymieniazotoczeniemenergięnasposóbcieplny,lubkrótko
–wymieniaciepło,jeżeliwymianaodbywasięprzezprzewodzenie,konwekcję
lubpromieniowanie.Jeżeliukładwymieniazotoczeniemenergięwinnysposób,
mówisię,żewymieniająnasposóbpracy,lubkrótko–wymieniapracę.
Wtermodynamicechemicznejpracanajczęściejwiążesięzezmianąobjętości
układuwwynikudziałaniazewnętrznegociśnienialubprzeciwdziałającątemu
ciśnieniu(zwiększenieobjętościgazowychproduktówreakcjichemicznejlub
zmniejszenieichobjętościwzględemobjętościsubstratów).Określasięją
mianempracyobjętościowej(W
obj
).Niekiedypracajestzwiązanazprzepływem
ładunkówelektrycznychpodwpływemróżnicypotencjałów.Mówisięwtedy
opracynieobjętościowej(W).Niezależnieodpostaci,wjakiejenergiawewnętrz-
najestwymienianamiędzyukłademiotoczeniem,energiędostarczonądoukładu
oznaczasięjakododatnią,odprowadzonązaśzukładu–jakoujemną.
Matematycznyzapispierwszejzasadytermodynamikidlaukładuzamkniętego
nieizolowanego(wymieniającegozotoczeniemenergięnasposóbciepłaina
sposóbpracy,aniewymieniającegomasy)manastępującąpostać:
dU=Q
el
+W
el
=Q
el
+W
el,obj
+W
el
lubΔU=Q+W=Q+W
obj
+W
(1.2)
gdzie:dU,Q
el
,W
el
–odpowiednio:zmianaenergiiwewnętrznej,ciepłoipracawymie-
nionemiędzyukłademiotoczeniemwelementarnym,tj.graniczniemałym,
procesie;ΔU,Q,W–tesamewielkościwprzypadkupewnegoskończonego
procesu.
WukładziejednostekSIzarównopracę,jakiciepło,atakżezmianęenergii
wewnętrznejukładuwyrażasięwdżulach(J).
Wszczególnymprzypadkuprocesówadiabatycznych(bezwymianyciepła
imasy):
