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:

▪ Банковское дело. Конспект лекций

▪ Адвокатура и нотариат. Шпаргалка

▪ Всеобщая история. Шпаргалка

Смотрите другие статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Сервис защиты гаджетов от воды 01.03.2013 Калифорнийская компания Liquipel весной 2013 г. намерена открыть в России офис и запустить свой сервис обработки смартфонов, планшетов и ноутбуков нанопокрытием, защищающим устройства от влаги. Об этом рассказали CNews в руководстве компании на проходящем в эти дни в Барселоне Всемирном мобильном конгрессе. В основе покрытия, разработанного Liquipel, лежит запатентованный жидкий репеллент. При нанесении на устройство это покрытие становится его частью, не ощущается при касании и не отражается на производительности. Покрытие может наноситься как на внешнюю поверхность устройства, так и на внутренние его части. Обработанный таким образом гаджет не выходит из строя даже при полном погружении в воду. Правда, в случае со смартфоном, например, работать с ним под водой не получится - при погружении сенсорный дисплей не реагирует на прикосновения. По словам представителя Liquipel, сервис будет предлагаться в России конечным потребителям, которые смогут прийти в офис компании лично за этой услугой либо прислать свое устройство для обработки по почте. Первый офис планируется открыть в Москве, а впоследствии выйти в другие крупные города. Одним из них, скорее всего, станет Санкт-Петербург. Помимо планов оказывать услуги напрямую Liquipel также подписала соглашение с одним из российских дистрибуторов (его название в компании предпочли не раскрывать до официального запуска сервиса), который будет поставлять уже обработанные влагозащитным покрытием устройства ритейлерам по их запросу. Кроме США такую услугу компания уже оказывает в Гонконге, Малайзии, Турции Канаде и Австралии, Намибии, а также в странах Ближнего Востока. Стоимость сервиса в России пока не раскрывается. В США обработка одного устройства стоит $59. Стоит отметить, что сама технология защиты мобильных устройств от влаги с помощью нанопокрытия не является уникальной. Ее разработкой, к примеру, также занимается американская компания P2i. Новое покрытие P2i, анонсированное в рамках мобильного конгресса, также позволяет полностью погружать обработанное устройство в воду без каких-либо последствий для его работоспособности. Правда, в отличие от Liquipel, компания рассматривает в качестве основной модели его распространения прямое сотрудничество с производителями мобильных устройств. Представители компании рассказали CNews, что их влагозащитную технологию предыдущего поколения используют Motorola и Alcatel, поэтому появления новой технологии можно также ожидать в первую очередь в устройствах этих производителей.

Другие интересные новости:

▪ Опасные грибковые облака

▪ С экраном на груди

▪ 6-дюймовый 720р смартфон Lava Magnum X604

▪ Светодиоды MF-5060

▪ Новый гибкий тип аккумуляторов для носимой электроники

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Крылатые слова, фразеологизмы. Подборка статей

▪ статья Когда б вы знали, из какого сора... Крылатое выражение

▪ статья Кто и когда осуществил первую операцию по пересадке сердца человеку? Подробный ответ

▪ статья Берег Скелетов. Чудо природы

▪ статья Блок питания компьютера для круглосуточной работы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Появление монеты. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026