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:

▪ Общая психология. Шпаргалка

▪ Отечественная история. Конспект лекций

▪ Экологическое право. Шпаргалка

Смотрите другие статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Биокаталитический способ получения хиральных оксазолидинонов 14.10.2026

Химия все чаще обращается к биологическим молекулам, чтобы сделать синтез сложных веществ более точным и эффективным. Особенно важны такие технологии при создании соединений, у которых одинаковый химический состав может сопровождаться разным пространственным расположением атомов и, следовательно, различными свойствами. Исследователи из Калифорнийского технологического института и Университета Питтсбурга предложили новый биокаталитический подход, позволяющий получать хиральные оксазолидиноны непосредственно из простых неактивированных алкенов. В основе предложенного метода лежит последовательность из двух реакций - азиридинирования и последующего расширения цикла. Этот каскад запускается с помощью гемопротеина, который выполняет функцию катализатора и позволяет направлять химическое превращение в нужную сторону. В результате из относительно простого исходного соединения формируется более сложная циклическая структура с заданной пространственной конфигурацией. Особенно существенным ...>>

Клавиатура Gboard kurukuru version с вращающимися лентами 14.10.2026

Обычная клавиатура предполагает, что движется человек: пальцы перемещаются от одной неподвижной клавиши к другой, а расположение символов остается неизменным. Google Japan решила перевернуть этот привычный принцип и проверить, что произойдет, если заставить двигаться сам интерфейс. Так появился экспериментальный проект Gboard, в котором клавиши постоянно перемещаются и сами оказываются в зоне нажатия. Необычная конструкция получила название Gboard "Курукуру-версия" (Gboard kurukuru version). Проект стал очередным ежегодным экспериментом японского подразделения Google, посвященным альтернативным способам взаимодействия человека с текстом. На этот раз идея не ограничилась компьютерной концепцией: специалисты создали полноценный физический прототип, способный работать в реальных условиях, а материалы для его самостоятельного изготовления сделали доступными для всех желающих. Основу устройства образуют четыре замкнутые подвижные ленты, вращающиеся вокруг конструкции. На каждой из них ...>>

Легкий бег влияет на мозг и самоконтроль 13.10.2026

Физическая активность не обязательно должна быть интенсивной, чтобы на короткое время изменить состояние мозга. Новое исследование японских специалистов показывает, что даже непродолжительный бег с очень небольшой нагрузкой способен повлиять на настроение, внимание и способность контролировать собственные действия. Причем для этого, по данным эксперимента, может быть достаточно всего 10 минут. Работу провели исследователи из Университета Цукубы с участием 24 здоровых молодых людей. Добровольцы выполняли два разных условия: в одном случае они спокойно сидели в течение 10 минут, а в другом такое же время проводили на беговой дорожке. Скорость во время пробежки составляла приблизительно от 3 до 6 км/ч, поэтому нагрузка оставалась сравнительно небольшой. Средняя частота сердечных сокращений участников при этом находилась в пределах 104-107 ударов в минуту. После завершения физической активности добровольцы сообщали о большей бодрости и более приятном эмоциональном состоянии по сравне ...>>

Случайная новость из Архива Литий-ионная батарея с анодом из песка 13.07.2014 Современные литий-ионные батареи имеют анод из графита, эксплуатационные качества которого многих не устраивают. Смартфоны с такими батареями зачастую приходится заряжать каждый день. Ученые из инженерного колледжа Риверсайд Бернс при Калифорнийском университете создали литий-ионную батарею с анодом из песка. В эксперименте применялся песок с максимальным содержанием кварца. Ученые измельчили песок до консистенции пудры, добавили магний и размолотые кристаллы соли, после чего смесь была нагрета. Поскольку соль поглощала тепло, а магний убрал кислород из кварца, образовался чистый кремний. При этом получившиеся наночастицы напоминали по структуре губку благодаря большому количеству пор. Высокая пористость и позволяет улучшить качество анодов, поскольку ионы лития проходят через поры с повышенной скоростью. Созданный из такого материала анод был испытан в литий-ионной батарее размером с монетку. Ученые говорят, что батареи с анодом из песка позволят заряжать смартфоны не чаще одного раза в три дня. Теперь разработчики будут искать способ производства нанокремния в промышленных масштабах, а также займутся разработкой конструкции более крупных батарей.

Другие интересные новости:

▪ Реклама алкоголя действует на подростков

▪ Монитор NEC MultiSync E224Wi-BK с матрицей AH-IPS

▪ Контактные линзы для дополненной реальности

▪ Сверхскоростные жидкие кристаллы

▪ SSD Micron P420m

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД). Подборка статей

▪ статья Лесные и торфяные пожары, их последствия. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Кто написал Матушку-Гусыню? Подробный ответ

▪ статья Росичка лежачая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Игра Веришь - не веришь? Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Беспроводной квартирный звонок. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026