2. Первое начало термодинамики. Понятия, характеризующие систему

Первое начало термодинамики представляет собой строгую количественную основу для анализа энергетики различных систем. Для его формулировки необходимо ввести ряд новых понятий, характеризующих систему.

Одним из важнейших понятий является состояние системы.

Под состоянием понимают совокупность свойств системы, позволяющих определить систему с точки зрения термодинамики.

В качестве обобщенной характеристики состояния системы применяют понятия: "равновесное", "стационарное", "переходное состояние".

Состояние системы называется равновесным, если все свойства остаются постоянными в течение какого угодно большого промежутка времени и в системе отсутствуют потоки вещества и энергии.

Если свойства системы постоянны во времени, но имеются потоки вещества и энергии, состояние называется стационарным.

Количественно состояния различают с помощью термодинамических переменных. Термодинамические переменные - такие величины, которые характеризуют состояние системы в целом. Их называют еще термодинамическими параметрами системы. Важнейшими термодинамическими переменными являются давление р, температура Т, объем системы V или общая масса системы m, массы химических веществ (компонент) mk, из которых состоит система, или концентрация этих веществ те. Следует отметить, что аналогичные характеристики (температура, масса, состав биологических жидкостей, артериальное давление) используются врачом для определения состояния больного.

Переход системы из одного состояния в другое называется процессом.

В результате процесса состояние системы и термодинамические переменные изменяются. Если обозначить значение термодинамической переменной в начальном состоянии через Х₁,ав конечном - X₂, то изменение этой переменной соответственно равно ΔX = X₂ - X₁ и называется приращением термодинамической переменной X. Приращение, взятое с обратным знаком, называется убылью переменной X.

Внутренняя энергия системы Е - одна из термодинамических функций состояния. Важная особенность функций состояния - их независимость от способа достижения данного состояния системы.

Изменение внутренней энергии системы ΔE обусловлено работой W, которая совершается при взаимодействии системы со средой, и обмен теплотой Q между средой и системой, отношение между этими величинами составляет содержание первого начала термодинамики.

Приращение внутренней энергии системы ΔE в некотором процессе равно теплоте Q, полученной системой, плюс работа W, совершенная над системой в этом процессе:

ΔE = Q + W.

В биологических системах теплота обычно отдается системой во внешнюю среду, а работа совершается системой за счет убыли внутренней энергии. Математическую запись первого начала термодинамики удобно представить в виде:

ΔE = Q - W.

Все величины в приведенных формулах измеряются в джоулях (Дж).

Авторы: Дроздова М.В., Дроздов

<< Назад: Взаимосвязь между процессами обмена веществ и энергии в организме. Термодинамическая система

>> Вперед: Первое начало термодинамики

Рекомендуем интересные статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки:

▪ Налоговое право. Конспект лекций

▪ Психология труда. Шпаргалка

▪ Экология. Конспект лекций

Смотрите другие статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Оптимизм - это ключ к долголетию 23.09.2024 Долголетие и здоровье - важные темы в современной науке, и поиск факторов, способствующих продлению жизни, становится все более актуальным. Одним из таких факторов, как показывают недавние исследования, является оптимизм. Специалисты из Гарвардской школы общественного здравоохранения имени Т. Х. Чана провели крупномасштабное исследование, которое выявило связь между позитивным мышлением и увеличенной продолжительностью жизни. Результаты их работы могут стать важным аргументом в пользу того, что психологическое состояние человека влияет не только на его повседневное самочувствие, но и на общее здоровье и долголетие. Исследование охватывало более 159 тысяч женщин в США на протяжении 26 лет. Участницы оценивали свой уровень оптимизма с помощью специального теста - "Теста жизненной ориентации", который часто используется для изучения этого психологического качества. Помимо оптимизма, ученые учитывали и другие факторы, такие как уровень образования, семейное положение, доход и наличие хронических заболеваний. Результаты исследования оказались весьма показательными: те женщины, которые вошли в 25% самых оптимистичных, жили в среднем на 5,4% дольше, чем участницы с наименьшим уровнем оптимизма. Более того, оптимисты имели больше шансов дожить до 90 лет, чем их менее позитивные сверстники. Это подчеркивает важность позитивного настроя для увеличения продолжительности жизни. Интересно, что эта зависимость прослеживалась среди разных этнических групп, что свидетельствует о том, что оптимизм как фактор долголетия может быть универсален. При этом вклад образа жизни в этот результат был оценен как сравнительно небольшой. Иными словами, даже при прочих равных условиях, оптимизм может оказать ощутимое влияние на здоровье и долголетие. Хаями Кога, один из ведущих авторов исследования, отмечает, что положительное мышление помогает смягчать как психологический стресс, так и физиологические реакции на него. Оптимисты, как правило, имеют более высокую социальную поддержку и лучше справляются с проблемами, используя эффективные стратегии планирования и решения задач. Это может уменьшать риски для здоровья и способствовать активному долголетию. Подобные выводы находят подтверждение и в других исследованиях. Так, ученые из Бостонского университета также установили, что оптимизм способствует "исключительному долголетию" - достижению возраста 85 лет и более. Их работа показала, что позитивный взгляд на мир помогает справляться с трудностями и снижает уровень хронического стресса, что оказывает благотворное влияние на здоровье в долгосрочной перспективе. Оптимизм - это не просто эмоциональное состояние, но и важный фактор, способный продлить жизнь. Его влияние на здоровье было доказано как в рамках данного исследования, так и в предыдущих работах. Поддержание позитивного настроя, развитие социальных связей и эффективных стратегий решения проблем могут стать важными шагами на пути к активному долголетию.

Другие интересные новости:

▪ Клавиатура распознает жесты

▪ Тройная премьера Lenovo

▪ Дезинфекция клавиатуры

▪ Микросхемы управления электропитанием для OMAP35хх

▪ Двойной операционный усилитель EL1510

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Звонки и аудио-имитаторы. Подборка статей

▪ статья Прочие иллюзии и эффекты. Энциклопедия зрительных иллюзий

▪ статья Что такое память? Подробный ответ

▪ статья Слесарь по ремонту и обслуживанию вентиляции. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Солнечный коллектор. Солнечная водонагревательная установка. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Трансформатор из магнитного пускателя. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026