I закон термодинамики

Закон сохранения энергии
Энергия в природе не возникает из ничего и не исчезает: количество энергии неизменно, она только переходит из одной формы в другую.

Способы изменения внутренней энергии

I закон термодинамики
внутренняя энергия определяется только состоянием системы, причем изменение внутренней энергии системы при переходе ее из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе:
ΔU = Aвнешн + Q

Если при нагревании газ расширяется и при этом совершает работу A, то первый закон термодинамики можно сформулировать по-другому:
Q = ΔU + AI
Количество теплоты, переданное газу, равно сумме изменения его внутренней энергии и работы, совершенной газом.
Так как работа газа и работа внешних сил вследствие 3-го закона Ньютона равны по модулю и имеют противоположный знак:
Aвнешн = –AI

I закон термодинамики и изопроцессы

I закон термодинамики и изопроцессы

Адиабатный процесс
– это модель термодинамического процесса, происходящего в системе без теплообмена с окружающей средой.
Линия на термодинамической диаграмме состояний системы, изображающая равновесный (обратимый) адиабатический процесс, называется адиабатой.

I закон термодинамики и изопроцессы
V
р
1
2
ИЗОТЕРМА
АДИАБАТА
V
р
2
1

Второй закон термодинамики

Обратимый процесс
Это процесс, который может происходить как в прямом, так и в обратном направлении
Обратимый процесс – это идеализация реального процесса.
Все макроскопические процессы проходят в определенном направлении

Необратимый процесс
Процесс, обратный которому самопроизвольно не происходит
Все макроскопические процессы являются необратимыми

Примеры
Кусок льда, внесенный в комнату, не отдает энергию окружающей среде и не охлаждается
Маятник самостоятельно не наращивает амплитуду колебаний

Ни охлаждение льда в первом случае, ни увеличение амплитуды во втором не противоречит ни закону сохранения энергии, ни законам механики. Оно противоречит лишь второму закону термодинамики

Второй закон термодинамики
В циклически действующем тепловом двигателе невозможно преобразовать все количество теплоты, полученное от нагревателя, в механическую работу

Формулировка Р. Клаузиуса
Невозможно перевести тепло от более холодной системы к более горячей при отсутствии одновременных изменений в обоих системах или окружающих телах

Формулировка У. Кельвина
Невозможно осуществить такой периодический процесс, единственным результатом которого было бы совершение работы за счет теплоты взятой от одного источника

Статистическое истолкование второго закона термодинамики
Изолированная система самопроизвольно переходит из менее вероятного состояния в более вероятное, или
Замкнутая система многих частиц самопроизвольно переходит из более упорядоченного состояния в менее упорядоченное