กฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์เป็นจุดเริ่มต้นของทุกอย่างที่มีอยู่

เรื่องของการศึกษาอุณหพลศาสตร์คือพลังงานในทุกการสำแดงและที่สำคัญที่สุดคือการเปลี่ยนพลังงานจากชนิดหนึ่งไปสู่อีกสายพันธุ์หนึ่ง มันเกิดขึ้นว่าตัวเองเกิดขึ้นในช่วงเริ่มต้นของการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ในด้านพลังงานและในเวลานั้นรายการของประเภทต่างๆของพลังงานยังคงมีขนาดเล็ก - เครื่องกลและความร้อน ดังนั้นชื่อ "อุณหพลศาสตร์" ได้สะท้อนถึงสาระสำคัญของเรื่อง - การเคลื่อนที่ (การถ่ายโอน) และการแปลงความร้อนเป็นงานเชิงกลและในทางกลับกัน ค่อยๆมีแนวคิดที่อธิบายกระบวนการความร้อน: ความร้อนของฟิวชั่น, ความจุความร้อนและในที่สุดหน่วยสำหรับการวัดปริมาณความร้อน - แคลอรี่ (1772, M. Wilke) เวลามากจะผ่านและกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์จะเป็นสูตร แต่แต่ละขั้นตอนเป็นผลมาจากความพยายามของนักวิจัยหลายคน

ศึกษาทฤษฎีอุณหพลศาสตร์อนุสัญญาบางอย่างที่ทำให้สามารถแยกแยะวัตถุที่อยู่ในระหว่างการศึกษาและระบุคุณสมบัติที่จะศึกษาได้ วัตถุที่อยู่ระหว่างการตรวจสอบจะแสดงเป็นระบบปิดจากอนุภาคจำนวนมาก ถ้าในระบบสามารถกำหนดขอบเขตของปริมาตรหนึ่ง ๆ แล้วเรียกว่าตัว นั่นคือวิธีที่ผู้เข้าร่วมหลักของการกระทำทางอุณหพลศาสตร์ปรากฏ: ระบบอนุภาคล้อมรอบในปริมาณหนึ่งเป็นก๊าซอุดมคติ ในกระบวนการของการเปลี่ยนแปลงพลังงานระบบอุณหพลศาสตร์เปลี่ยนสถานะและการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้จะอธิบายโดยชุดของแนวคิด - พารามิเตอร์กระบวนการ ถ้าอุณหภูมิ T ปริมาตร V และความดัน P ถูกนำมาเป็นค่าพารามิเตอร์พวกเขาก็เพียงพอที่จะอธิบายกระบวนการอุณหพลศาสตร์ใด ๆ ระบบทั้งหมดจะพิจารณาเฉพาะสำหรับสถานะดุลยภาพเท่านั้น การสร้างสมดุลเช่นความร้อนเป็นกระบวนการถ่ายเทความร้อน - บางอย่างเย็นลงและสิ่งที่อุ่นขึ้น ในเวลาเดียวกันปริมาณ "ให้ - รับ" เป็นกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ฯ จะเหมือนกัน และนี่เป็นงานหลักที่นักวิทยาศาสตร์ได้แก้ปัญหามาหลายศตวรรษแล้ว: การค้นหาผู้เข้าร่วมการแลกเปลี่ยนพลังงานและการกำหนดบทบาทของตนในกระบวนการนี้

พื้นฐานของทฤษฎีทางอุณหพลศาสตร์แต่งหน้า 3 กฎหมาย สันนิษฐานว่าร่างกายสามารถดูดซับพลังงานโดยการเพิ่มภายใน (ตัวอย่างเช่นความร้อน) และ / หรือเนื่องจากพลังงานภายในเพื่อทำงานในการเอาชนะแรงภายนอก (ตัวอย่างเช่นการผลักดันลูกสูบ) การเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของร่างกาย U คือผลรวมของพลังงานที่ถูกดูดกลืนโดยมันและพลังงานของแรงภายนอก A. ทางคณิตศาสตร์นี้จะแสดงในรูปแบบของการเปลี่ยนแปลงเล็ก ๆ น้อย ๆ ดังต่อไปนี้:

dU = dQ + dA (1)

ในความเป็นจริงนี้เป็นกฎหมายของการอนุรักษ์พลังงานที่เราสามารถพูดได้กฎหมายของการเป็น

คุณสมบัติของกระบวนการทางอุณหพลศาสตร์มักเป็นอย่างไรพิจารณาเกี่ยวกับรูปแบบที่ก๊าซในอุดมคติถูกถ่ายโดยร่างกายทำงานซึ่งสามารถอุ่นและ / หรือทำงานโดยกลไกโดยแรงภายนอก (การบีบอัด) เหนือลูกสูบและหนึ่งในพารามิเตอร์คือความดัน P ปริมาตร V หรืออุณหภูมิ T เท่ากับค่าคงที่ การประยุกต์ใช้กฎหมายข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์กับไอโซโพลเซสทำให้สามารถระบุแหล่งพลังงานสำหรับเงื่อนไขเฉพาะ

กระบวนการ isochoric หมายความว่า V = const ผลที่ได้คือการทำงานทางกลไม่พร้อมใช้งานเพราะ ปริมาตรไม่เปลี่ยนแปลงเนื่องจากความร้อนเฉพาะพลังงานภายในมีการเปลี่ยนแปลงแล้ว: dA = pdV = 0 และด้วยเหตุนี้ dU = dQ และสามารถระบุได้จากความสัมพันธ์:

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

ดังนั้นกระบวนการ isochoric เกิดจากการเพิ่มอุณหภูมิ

กระบวนการ isobaric ถือว่า p = const และนี่ถ้าสภาพแวดล้อมการทำงานทำงานทางกลระหว่างการทำความร้อนตัวอย่างเช่นการเคลื่อนย้ายลูกสูบ ถ้าหนึ่งสลับใช้การแสดงออกสำหรับพลังงานความร้อนและสมการ Mendeleev-Kleiperon แล้วเราสามารถได้รับการแสดงออกสำหรับการคำนวณการทำงานเชิงกลของก๊าซ:

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

R คือค่าคงที่ของแก๊สและหมายถึงเพิ่มปริมาณก๊าซในปริมาณหนึ่งโมลถ้าอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงไปหนึ่งองศาเคลวิน สรุปได้ว่าในกระบวนการที่ไม่ใช้ออกซิเจนก๊าซจะถูกเติมเต็มด้วยพลังงานความร้อน (2) และใช้พลังงานภายในที่เพิ่มขึ้นโดยการขยายตัว (3)

กระบวนการที่ T = const ในอุณหพลศาสตร์เรียกว่า isothermal สาระสำคัญของมันอยู่ในความจริงที่ว่าพลังงานภายในที่ได้รับเนื่องจากความร้อนจะถูกใช้ไปโดยสิ้นเชิงสำหรับการทำงานในการเอาชนะแรงจากภายนอก กฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ของไอโซโพรเซสซิงบ่งชี้ว่าเพื่อรักษาอุณหภูมิของร่างกายให้คงที่พลังงานภายในของมันทำให้ค่าใช้จ่ายในการทำงานทางกลและขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงความดัน คำนวณค่าใช้จ่ายด้านพลังงานเหล่านี้ได้จากการแสดงออก:

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