ТЕРМОДИНАМИКАНЫҢ БІРІНШІ ЗАҢНЫҢ АНАЛИТИКАЛЫҚ ӨРНЕГІ Термодинамиканың бірінші заңы энергияның сақталу және айналу жалпы заңының жылу құбылыстарына қолданбалы жеке түрі.
Көлемі V, масасы M, температурасы Tжәне қысымы P біршама жұмысшы денесіне сырттан шексіз аз жылылық Q берілді делік. Денеге жылылық берілгендіктен оның температурасы - ге көтерліп көлемі - ге ұлғаяды. Дененің температурасының жоғарлауы оның бөлшектерінің кинетикалық энергиясының көбейгендігін көрсетеді. Ал көлемінің ұлғаюы, оның молекулаларының ара қашықтығының алшақтауына әкеледі. Бұл нақты газдың молекулаларының арасында өзара тарту күші әсер ететенідіктен, өз кезеңінде оның бөлшектернің потенциялды энергиясын көбейтеді. Осының нәтижесінде дененің ішкі энергиясы шамасына артады.
Жұмыстық дене, оған белгілі бір қысыммен әсер ететін ортамен қоршалғандықтан, ұлғайғанда (кеңейгенде) сол сыртқы қысым күштеріне қарсы механикалық жұмыс атқарады. Жүйеде басқа ешқандай өзгеріс болмағандықтан, энергияның сақталу заңына сәйкес, мына теңдеумен жазуымызға болады
Q (3)
Яғни жүйеге берілген жылылық оның ішкі энергиясын арттыруға және жүйе тарапынан сыртқы денелерге түсетін күштер өндіретін жұмысқа жұмсалады. (2.5) теңдеуі термодинамиканың бірінші заңының математикалық өрнегі болып табылады. 1 кг жұмыстық денеден тұратын жүйе үшін
(4)
теңдеулерінен интеграл алатын болсақ, онда термодинамиканың бірінші заңының математикалық өрнегі келесі түрде жазылады:
Q (2.7)
мұндағы
1 есеп. Электр станциясының бу алуға арналған қондырғысында 20 сағат уақыт аралығында 62 тонна тас көмір жағылған. Тас көмірдің жану жылулығы 28900 . Көмір жанған кезде бөлініп шығатын жылудың 18 проценті электр энергисына айналатынын еске алып электр станциясының қуатын табыңыз.
Жауабы: N= 4479 кВт7
2 есеп.Қуаттылығы 4200 кВт бумен күш беретін қондырғының п.ә.к. . Жану жылулығы = 25000 отынның сағаттық шығынын табыңыз.
Жауабы: 3024 кг/сағ.
