1 Какие способы изменения внутренней энергии термодинамической системы вы знаете? Приведите примеры.
Способы изменения внутренней энергии термодинамической системы:
Передача теплоты: например, подогревание воды на плите. Выполнение работы: например, расширение газа в поршневом цилиндре. Изменение состава системы: например, химическая реакция, сопровождающаяся поглощением или выделением тепла.
2 Сформулируйте: а) первый закон термодинамики; б) правило знаков.
а) Первый закон термодинамики утверждает, что изменение внутренней энергии системы равно сумме теплового обмена и работы, совершенной над системой: ΔU = Q - W.
б) Правило знаков: работа, совершаемая системой над окружающей средой, или тепловой обмен с окружающей средой, считаются положительными, если система получает энергию.
3 Как формулируют закон сохранения энергии?
Закон сохранения энергии формулируется как сохранение полной энергии в замкнутой системе. Внутренняя энергия системы может изменяться в результате теплового обмена и работы, но общая энергия остается постоянной.
1 Приведите математическую форму записи закона сохранения энергии при тепловых процессах (первого закона термодинамики) с учётом правила знаков для тела в следующих случаях:
а) телу передают количество теплоты, и оно расширяется, совершая работу против сил внешнего давления;
б) тело отдаёт количество теплоты и сжимается под действием сил внешнего давления;
в) телу передают количество теплоты, и оно сжимается под действием внешних сил;
г) тело отдаёт количество теплоты и расширяется, совершая работу против внешних сил.
Математическая запись первого закона термодинамики:
а) ΔU = Q - W, где ΔU - изменение внутренней энергии, Q - количество переданной теплоты, W - работа, совершенная системой.
б) ΔU = Q - W, где ΔU, Q и W имеют те же значения, но со знаком минус, так как система выполняет работу над окружающей средой.
в) ΔU = Q - W, где ΔU, Q и W тоже имеют одинаковые значения, но знак W положителен, так как система сжимается под действием внешних сил.
г) ΔU = Q - W, где ΔU, Q и W также имеют одинаковые значения, но знак Q положителен, так как система расширяется и совершает работу против внешних сил.