Pirmojo termodinamikos dėsnio taikymas ir šilumos balanso lygtis

Šioje temoje nagrinėjami pirmojo termodinamikos dėsnio taikymai įvairiems procesams: izochoriniam, izoterminiam, izobariniam ir adiabatiniam. Taip pat aptariama šilumos balanso lygtis, kuri aprašo šilumos mainus uždaroje sistemoje, remiantis energijos tvermės dėsniu. Galiausiai pateikiamas uždavinio sprendimo pavyzdys, iliustruojantis šilumos balanso lygties taikymą.

Pirmojo termodinamikos dėsnio taikymas adiabatiniam vyksmui
Adiabatinis vyksmas vyksta be šilumos mainų su aplinka (šilumai izoliuotoje sistemoje). Vidinės energijos pokytis (\(\Delta U\)) lygus išorinių jėgų atliktam darbui (\(A\)). Formulė: \(\Delta U = A\). Pavyzdžiui, dyzeliniame variklyje staigiai suspaudžiant orą, jo temperatūra pakyla tiek, kad įpurkšti degalai užsidega. Adiabatiškai besiplečiančios dujos atlieka darbą ir aušta – tai paaiškina debesų susidarymą.
Pirmojo termodinamikos dėsnio taikymas izobariniam vyksmui
Izobarinio proceso metu, kai slėgis pastovus, dujoms suteiktas šilumos kiekis (\(Q\)) naudojamas tiek vidinei energijai (\(\Delta U\)) pakeisti, tiek darbui (\(A\)) atlikti, dujoms plečiantis. Formulė: \(Q = \Delta U + A\).
Pirmojo termodinamikos dėsnio taikymas izochoriniam vyksmui
Izochoriniame vyksme, kai dujų tūris nekinta (pvz., kaitinant dujas uždarame inde), visas suteiktas šilumos kiekis (\(Q\)) sunaudojamas tik vidinei energijai (\(\Delta U\)) padidinti, nes darbas neatliekamas (\(A = 0\)). Formulė: \(Q = \Delta U\).
Pirmojo termodinamikos dėsnio taikymas izoterminiam vyksmui
Izoterminio proceso metu, kai temperatūra nekinta, idealiųjų dujų vidinė energija taip pat nekinta (\(\Delta U = 0\)). Todėl visas dujoms suteiktas šilumos kiekis (\(Q\)) yra lygus dujų atliktam darbui (\(A\)). Formulė: \(Q = A\). Jeigu dujos atiduoda šilumą aplinkai, jų darbas neigiamas, o išorinių jėgų – teigiamas.
Šilumos balanso lygtis
Šilumos balanso lygtis aprašo šilumos mainus izoliuotoje (uždarojoje) sistemoje, remiantis energijos tvermės dėsniu. Ji teigia, kad vienų sistemos kūnų atiduotas šilumos kiekis yra lygus kitų kūnų gautam šilumos kiekiui. Formulė: \(Q_1 + Q_2 + Q_3 + ... + Q_n = 0\). Gautas šilumos kiekis laikomas teigiamu, atiduotas – neigiamu.

Prisijungti

arba
Real 2
„X“ yra inovatyvi mokymosi platforma, kurios tikslas – teikti aukštos kokybės mokymo medžiagą įvairiausių klasių mokiniams. Patyrusių specialistų parengtas turinys skatina smalsumą, padeda išsamiau ir giliau suprasti mokomus dalykus bei sėkmingai pasiruošti akademiniams iššūkiams.
Atsisiųsk programėlę:
Susisiek su mumis: info@knowledgenestapp.com