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:

▪ Микроэкономика. Конспект лекций

▪ Бизнес-планирование. Шпаргалка

▪ Инфекционные заболевания. Шпаргалка

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 Антарктику засевают 28.09.2012 Неприветливая Антарктида в последние годы привлекает не только полярников-зимовщиков, но и туристов, прибывающих на круизных лайнерах. Ботаники из Южно-Африканской Республики (университет города Стелленбос) пропылесосили одежду, обувь и багаж 33 тысяч туристов и 7100 профессиональных полярников, посещавших Антарктику в 2007 и 2008 годах. В среднем на каждом из обследованных они нашли семена десяти видов растений. На участниках научных экспедиций семян оказалось в пять раз больше, чем на туристах, видимо, потому, что они по работе чаще контактируют с природой. Занос семян (в год, по оценкам, завозятся десятки тысяч) представляет определенную опасность для хрупкой приполярной природы, тем более что на материк надвигается глобальное потепление. В окрестностях четырех полярных исследовательских станций уже произрастает мятлик однолетний - обычный злак средней полосы. Среди случайно завозимых растений имеются и другие злаки, а также одуванчики.

Другие интересные новости:

▪ Усилитель сигнала Xiaomi Wi-Fi Amplifier 2

▪ Как правильно пить чай

▪ Луна стала ярче, Солнце потускнело

▪ Графен - сверхпроводник

▪ Быстрая компьютерная мышь Logitech G402 Hyperion Fury

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электричество для начинающих. Подборка статей

▪ статья Сизифов труд. Крылатое выражение

▪ статья Кто начал носить лосины? Подробный ответ

▪ статья Водолаз. Должностная инструкция

▪ статья Измеритель емкости. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Четыре фишки. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026