Внутренняя энергия газаКогда внутренняя энергия газа падает до своего первоначального значения, поршень оказывается в положении, отличном от исходного. И для непрерывного получения работы мы должны каждый раз возвращать систему в исходное положение, а затем повторять описанный процесс, то есть система должна совершать определенный цикл. Чтобы вернуть систему в исходное состояние, недостаточно просто переместить поршень обратно, при этом необходимо совершить работу по сжатию газа, в результате чего его внутренняя энергия в конце процесса окажется больше исходной. Таким образом, мы видим, что вернуть систему в первоначальное состояние не просто. Прежде чем сжимать газ, нужно уменьшить его внутреннюю энергию, то есть понизить его температуру. С этой целью можно, например, удалить теплоизоляцию цилиндра. Это уравнение представляет собой одну из форм записи первого начала термодинамики, гласящего, что для любой системы, совершающей полный цикл, при котором она снова возвращается в первоначальное состояние, затраты тепловой энергии равны совершенной системой работе. В этом случае можно говорить о сохранении энергии.Это уравнение часто используют в термодинамике как основополагающее для определения внутренней энергии системы, не прибегая к рассмотрению поведения частиц с точки зрения кинетической теории. На первый взгляд кажется, что в таких процессах теплота ничем не отличается от работы. Напомним, что в 40-х годах прошлого столетия английский физик Джоуль поставил серию экспериментов, в которых определенное повышение температуры, а следовательно, и соответствующее изменение внутренней энергии простой системы было получено как за счет ее нагревания, так и при совершении над ней механической работы. В своих экспериментах, знакомых многим из нас, Джоуль наблюдал повышение температуры при трении, при прохождении электрического тока через цепь с сопротивлением и т. д. В результате была установлена связь между единицами теплоты и работы и введен некий коэффициент пропорциональности, получивший название механического эквивалента теплоты. В настоящее время для измерения и теплоты, и работы пользуются одной и той же единицей, которая называется джоулем. (В этой книге мы будем использовать более удобную и широко известную единицу — 1 кВт-ч = 3,6 МДж.) Обратите внимание: современные технологии дали возможность производить инновационные технические средства для эффективной и продуктивной работы компаний различных направлений. Суперсовременные магнитные датчики сильно отличаются по качеству и долговечности от аналогов, произведенных несколько лет назад. |
||
