Fizikin? Mayerio lygties prasm? yra ta, kad kai dujos ?ildomos izobari?kai, ? jas turi b?ti tiekiama daugiau ?ilumos nei kaitinant t? pat? izochorin?. ?ilumos skirtumas turi b?ti lygus darbui, kur? atlieka dujos izobarinio pl?timosi metu.

10. ?iedinis procesas. Carnot ciklas. ?ilumos variklio efektyvumas.

Termodinamikos ciklai – tai ?iediniai termodinamikos procesai, tai yra procesai, kuri? pradiniai ir galutiniai parametrai, lemiantys darbinio skys?io b?sen? (sl?gis, t?ris, temperat?ra, entropija), sutampa.

Termodinaminiai ciklai yra modeliai proces?, vykstan?i? tikruose ?iluminiuose varikliuose, siekiant paversti ?ilum? mechaniniu darbu.

Carnot ciklas yra idealus termodinaminis ciklas. Carnot ?iluminio variklio, veikian?io ?iame cikle, efektyvumas yra did?iausias i? vis? ma?in?, kuriose maksimali ir ma?iausia vykdomo ciklo temperat?ra atitinkamai sutampa su did?iausia ir ma?iausia Carnot ciklo temperat?ra. Susideda i? 2 adiabatini? ir 2 izotermini? proces?.

Carnot ciklas pavadintas pranc?z? karo in?inieriaus Sadi Carnot vardu, kuris pirm? kart? j? i?tyr? 1824 m.

Viena i? svarbi? Carnot ciklo savybi? yra jo gr??tamumas: jis gali b?ti vykdomas tiek pirmyn, tiek atgal, o adiabati?kai izoliuotos (be ?ilumos main? su aplinka) sistemos entropija nekinta.

Naudingumo koeficientas (efektyvumas) – tai sistemos (?renginio, ma?inos) efektyvumo charakteristika, susijusi su energijos konversija ar perdavimu. J? lemia naudingai sunaudotos energijos santykis su visu sistemos gaunamos energijos kiekiu; paprastai ?ymimas i („tai“). i = Wpol/Wcym. Efektyvumas yra dydis be matmen? ir da?nai matuojamas procentais. Matemati?kai efektyvumo apibr??im? galima para?yti taip:

kur A – naudingas darbas, o Q – sunaudotas darbas.

D?l energijos tverm?s d?snio efektyvumas visada yra ma?esnis arba lygus vienetui, tai yra, ne?manoma gauti daugiau naudingo darbo nei i?eikvojama energija.

?ilumos variklio naudingumo koeficientas yra viso naudingo variklio darbo ir energijos, gaunamos i? ?ildytuvo, santykis. ?ilumos variklio efektyvum? galima apskai?iuoti pagal ?i? formul?

,

kur yra ?ilumos kiekis, gaunamas i? ?ildytuvo, yra ?ilumos kiekis, suteikiamas ?aldytuvui. Did?iausias efektyvumas tarp ciklini? ma?in?, veikian?i? esant tam tikroms kar?to ?altinio T 1 ir ?alto ?altinio T 2 temperat?roms, pasiekiamas ?ilumos varikliais, veikian?iais pagal Carnot cikl?; ?is ribinis efektyvumas yra lygus

.

11. Elektrinio lauko stipris ir potencialas. Kulono d?snis.

Elektrinio lauko stipris yra vektorinis fizinis dydis, apib?dinantis elektrin? lauk? tam tikrame ta?ke ir skaitine prasme lygus j?gos, veikian?ios nejudant? bandymo kr?v?, esant? tam tikrame lauko ta?ke, ir ?io kr?vio dyd?io santykiui:

Potencialas yra lauko charakteristika. Jis skaitine prasme lygus darbui, kur? reikia atlikti prie? elektrinio lauko j?gas, perkeliant vienetin? teigiam? ta?kin? kr?v? i? begalyb?s ? tam tikr? lauko ta?k?. Potencialo matavimo vienetas yra voltas. Atsi?velgiant ? (1.16)

Kulono d?snis yra d?snis, apib?dinantis ta?kini? elektros kr?vi? s?veikos j?gas.

J? atrado Charlesas Kulonas 1785 m. Atlik?s daugyb? eksperiment? su metaliniais rutuliais, Charlesas Coulombas pateik? toki? d?snio formuluot?:

Dviej? ta?kini? kr?vi? s?veikos j?gos modulis vakuume yra tiesiogiai proporcingas ?i? kr?vi? moduli? sandaugai ir atvirk??iai proporcingas atstumo tarp j? kvadratui

Kitu atveju: Du ta?kiniai kr?viai vakuume veikia vienas kit? j?gomis, kurios yra proporcingos ?i? kr?vi? moduli? sandaugai, atvirk??iai proporcingos atstumo tarp j? kvadratui ir nukreiptos i?ilgai ?iuos kr?vius jungian?ios ties?s. ?ios j?gos vadinamos elektrostatin?mis (Coulomb).

Svarbu pa?ym?ti, kad tam, kad ?statymas b?t? teisingas, b?tina:

ta?kiniai kr?viai – tai yra, atstumas tarp ?kraut? k?n? yra daug didesnis nei j? dyd?iai, ta?iau galima ?rodyti, kad dviej? t?ri?kai paskirstyt? kr?vi? su sferi?kai simetri?kais nesikertan?iais erdviniais pasiskirstymais s?veikos j?ga yra lygi k?no j?gai. dviej? lygiaver?i? ta?kini? kr?vi?, esan?i? sferin?s simetrijos centruose, s?veika;

j? nejudrumas. Prie?ingu atveju ?sigali papildomi efektai: judan?io kr?vio magnetinis laukas ir atitinkama papildoma Lorenco j?ga, veikianti kit? judant? kr?v?;

s?veika vakuume.

Ta?iau su tam tikrais pakeitimais ?statymas galioja ir kr?vi? s?veikai terp?je bei judantiems kr?viams.

Vektorine forma C. Kulono formuluot?je d?snis para?ytas taip:

kur yra j?ga, kuria 1 kr?vis veikia 2 kr?v?; - kr?vi? dydis; - spindulio vektorius (vektorius, nukreiptas nuo 1 kr?vio ? kr?v? 2, absoliu?ia reik?me lygus atstumui tarp kr?vi? - ); - proporcingumo koeficientas. Taigi ?statyme nurodoma, kad pana??s kr?viai atstumia (o prie?ingai – traukia).

Majerio lygtis sujungia ideali? duj? ?ilumines talpas dviejuose izoprocesuose, tada pereikime prie jos apibr??imo.

?ilumos talpa. Majerio lygtis

?ilumos kiekis, perduotas k?nui su?ildyti 1 K, vadinamas ?ios sistemos k?no ?ilumine talpa. Pavadinimas patvirtinamas raide "C":

C = d Q d T (1) .

K?no molin?s mas?s vieneto ?ilumin?s talpos vert?:

c m = C v (2) . I?rai?ka vadinama moline ?ilumos talpa.

?ilumos talpa nelaikoma b?senos funkcija, nes ji yra be galo artim? sistemos b?sen? charakteristika arba i?rei?kiama kaip be galo ma?o sistemoje vykstan?io proceso funkcija. Kiekybine prasme tai rei?kia, kad nuo (1), taikant pirm?j? termodinamikos d?sn?, diferencin? forma bus tokia:

C = d Q d T = d U + p d V d T (3) .

Majerio ideali? duj? lygtis

Termodinamin? sistema nustatoma naudojant tris parametrus p, V, T. Tarp j? esantis ry?ys vadinamas b?senos lygtimi. Idealioms dujoms naudojama Mendelejevo-Klapeirono lygtis. ?is ry?ys bus para?ytas tokia forma:

p = p(T, V) arba T = T(p, V), V = V(p, T).

Pasirinkus nepriklausomus kintamuosius V ir T, sistemos vidin? energija i?rei?kiama funkcija U = U (T, V). Mes nustatome, kad bendro skirtumo nuo vidin?s energijos vert? yra tokia:

d U = ? U ? T V d T + ? U ? V T d V (4) .

Tada pakeiskime i? (4) ? (3).

c = ? U ? T V d T + ? U ? V T d V + p d V d T = ? U ? T V + p + ? U ? V T d V d T (5) .

Remiantis (5) formule, ?ilumin? talpa priklauso nuo proceso. Jei tai izochorinis, tai

Izochorinio proceso ?ilumin?s talpos vert? bus para?yta taip:

C V = ? U ? T V (6) .

Kai izobarin?, ?ilumin? talpa i?rei?kiama pagal formul?:

C p = ? U ? T V + p + ? U ? V T ? V ? T p = C V + p + ? U ? V T ? V ? T p (7) .

Pereikime prie idealios tiriamos duj? sistemos. Nedidelio ideali? duj? energijos padid?jimo ?ra?ymas:

d U = i 2 v R d T (8) .

Tai rei?kia:

d U d V T = 0 (9) .

Ideali? duj? b?sena apib?dinama naudojant Mendelejevo-Klapeirono lygt?:

p V = v R t (10) .

? V ? T p = v R p (11) .

Pakeiskime (7) i? (10) ir (11):

C p = C V + p + 0 v R p = C V + v R (12) .

I?rai?ka (12) vadinama i?vestiniu Majerio ry?iu.

Arba moliniai ?ilumos paj?gumai:

C m p = C m V + R (13) .

1 pavyzdys

Raskite 16 g deguonies ir 10 g helio mi?inio savit?j? ?ilumin? talp? vykstant pastoviam sl?giui.

Sprendimas

Jei Q laikomas ?ilumos kiekiu, kur? proceso metu gauna duj? mi?inys, tada

Q = c p m ? T (1 . 1), ?ia m – mi?inio mas?, c p – mi?inio savitoji ?ilumin? talpa esant pastoviam sl?giui.

Q O 2 yra ?ilumos kiekis, kur? gauna deguonis:

Q O 2 = c p O 2 m O 2 ? T (1 . 2), m O 2 i?rei?kiamas deguonies mase, c p O 2 – deguonies ?ilumin? talpa esant pastoviam sl?giui.

D?l helio jis yra pana?us:

Q H e = c p H e m H e ? T (1 . 3) .

Be to, apsvarstykime:

Q = c p m ? T = Q O 2 + Q H e = c p O 2 m O 2 ? T + c p H e m H e ? T (1.4) .

Mi?inio mas? nustatoma pagal mas?s i?saugojimo d?sn?:

m = m O 2 + m H e (1,5).

I? (1. 4) i?veskime ?ilumos talpos c p i?rai?k?, atsi?velgdami ? (1. 5). Tada mes turime:

c p = c p O 2 m O 2 + c p H e m H e m O 2 + m H e (1.6).

Yra ry?ys tarp molin?s ?ilumin?s talpos ir savitosios ?ilumos:

c m = c · m -> c = c m m (1 . 7) .

Jei c m V = i 2 R, tai pagal Roberto Mayerio lygt? c m p = c m V + R:

c m p = i + 2 2 R (1,8); i H e = 3, i O 2 = 5.

?iuo atveju savitosios ?ilumin?s galios bus para?ytos taip:

c p H e = 5 2 R m H e , c p O 2 = 7 R 2 m O 2 (1,9).

Rezultatas bus ra?ytin? mi?inio savitosios ?ilumin?s talpos formul?:

c p = 7 R 2 m O 2 m O 2 + 5 2 R m H e m H e m O 2 + m H e (1.10).

Atlikime pakeitim?:

c p = 3,5 8,31 16 32 + 2,5 8,31 10 4 26 = 14,5 + 51,94 26 = 2,56 J g K.

Atsakymas: Mi?inio savitoji ?ilumin? talpa yra 2,56 J g K.

2 pavyzdys

D?aulio eksperiment? metu buvo nustatyta, kad c m p - c m V = 1,986 cal K · mol. Duj? konstantos reik?m?, matuojama mechaniniais vienetais R = 8, 314 · 10 7 erg K · mol. Nustatykite, kaip yra susij? 1 k a l, er g, J.

Sprendimas

?ios u?duoties sprendimo pagrindu laikoma Mayerio lygtis, formul? para?yta:

c m p = c m V + R -> c m p - c m V = R (2 . 1) .

I? ?ia gauname tai:

c m p - c m V = 1,986 cal K mol = 8,314 10 7 erg K mol -> 1 cal = 4,18 10 7 er g = 4,18 J.

Atsakymas: 1 k a l = 4,18 10 7 e r g = 4,18 J.

Jei tekste pasteb?jote klaid?, pa?ym?kite j? ir paspauskite Ctrl+Enter

Fizikin? Mayerio lygties prasm? yra ta, kad kai dujos ?ildomos izobari?kai, ? jas turi b?ti tiekiama daugiau ?ilumos nei kaitinant t? pat? izochorin?. ?ilumos skirtumas turi b?ti lygus darbui, kur? atlieka dujos izobarinio pl?timosi metu.

10. ?iedinis procesas. Carnot ciklas. ?ilumos variklio efektyvumas.

Termodinamikos ciklai – tai ?iediniai termodinamikos procesai, tai yra procesai, kuri? pradiniai ir galutiniai parametrai, lemiantys darbinio skys?io b?sen? (sl?gis, t?ris, temperat?ra, entropija), sutampa.

Termodinaminiai ciklai yra modeliai proces?, vykstan?i? tikruose ?iluminiuose varikliuose, siekiant paversti ?ilum? mechaniniu darbu.

Carnot ciklas yra idealus termodinaminis ciklas. Carnot ?iluminio variklio, veikian?io ?iame cikle, efektyvumas yra did?iausias i? vis? ma?in?, kuriose maksimali ir ma?iausia vykdomo ciklo temperat?ra atitinkamai sutampa su did?iausia ir ma?iausia Carnot ciklo temperat?ra. Susideda i? 2 adiabatini? ir 2 izotermini? proces?.

Carnot ciklas pavadintas pranc?z? karo in?inieriaus Sadi Carnot vardu, kuris pirm? kart? j? i?tyr? 1824 m.

Viena i? svarbi? Carnot ciklo savybi? yra jo gr??tamumas: jis gali b?ti vykdomas tiek pirmyn, tiek atgal, o adiabati?kai izoliuotos (be ?ilumos main? su aplinka) sistemos entropija nekinta.

Naudingumo koeficientas (efektyvumas) – tai sistemos (?renginio, ma?inos) efektyvumo charakteristika, susijusi su energijos konversija ar perdavimu. J? lemia naudingai sunaudotos energijos santykis su visu sistemos gaunamos energijos kiekiu; paprastai ?ymimas i („tai“). i = Wpol/Wcym. Efektyvumas yra dydis be matmen? ir da?nai matuojamas procentais. Matemati?kai efektyvumo apibr??im? galima para?yti taip:

kur A – naudingas darbas, o Q – sunaudotas darbas.

D?l energijos tverm?s d?snio efektyvumas visada yra ma?esnis arba lygus vienetui, tai yra, ne?manoma gauti daugiau naudingo darbo nei i?eikvojama energija.

?ilumos variklio naudingumo koeficientas yra viso naudingo variklio darbo ir energijos, gaunamos i? ?ildytuvo, santykis. ?ilumos variklio efektyvum? galima apskai?iuoti pagal ?i? formul?

,

kur yra ?ilumos kiekis, gaunamas i? ?ildytuvo, yra ?ilumos kiekis, suteikiamas ?aldytuvui. Did?iausias efektyvumas tarp ciklini? ma?in?, veikian?i? esant tam tikroms kar?to ?altinio T 1 ir ?alto ?altinio T 2 temperat?roms, pasiekiamas ?ilumos varikliais, veikian?iais pagal Carnot cikl?; ?is ribinis efektyvumas yra lygus

.

11. Elektrinio lauko stipris ir potencialas. Kulono d?snis.

Elektrinio lauko stipris yra vektorinis fizinis dydis, apib?dinantis elektrin? lauk? tam tikrame ta?ke ir skaitine prasme lygus j?gos, veikian?ios nejudant? bandymo kr?v?, esant? tam tikrame lauko ta?ke, ir ?io kr?vio dyd?io santykiui:

Potencialas yra lauko charakteristika. Jis skaitine prasme lygus darbui, kur? reikia atlikti prie? elektrinio lauko j?gas, perkeliant vienetin? teigiam? ta?kin? kr?v? i? begalyb?s ? tam tikr? lauko ta?k?. Potencialo matavimo vienetas yra voltas. Atsi?velgiant ? (1.16)

Kai lauk? sudaro keli savavali?kai i?sid?st? kr?viai, jo potencialas tam tikrame ta?ke yra lygus kiekvieno kr?vio atskirai sukuriam? potencial? algebrinei sumai, t.y.

Kulono d?snis yra d?snis, apib?dinantis ta?kini? elektros kr?vi? s?veikos j?gas.

J? atrado Charlesas Kulonas 1785 m. Atlik?s daugyb? eksperiment? su metaliniais rutuliais, Charlesas Coulombas pateik? toki? d?snio formuluot?:

Dviej? ta?kini? kr?vi? s?veikos j?gos modulis vakuume yra tiesiogiai proporcingas ?i? kr?vi? moduli? sandaugai ir atvirk??iai proporcingas atstumo tarp j? kvadratui

Kitu atveju: Du ta?kiniai kr?viai vakuume veikia vienas kit? j?gomis, kurios yra proporcingos ?i? kr?vi? moduli? sandaugai, atvirk??iai proporcingos atstumo tarp j? kvadratui ir nukreiptos i?ilgai ?iuos kr?vius jungian?ios ties?s. ?ios j?gos vadinamos elektrostatin?mis (Coulomb).

Svarbu pa?ym?ti, kad tam, kad ?statymas b?t? teisingas, b?tina:

ta?kiniai kr?viai – tai yra, atstumas tarp ?kraut? k?n? yra daug didesnis nei j? dyd?iai, ta?iau galima ?rodyti, kad dviej? t?ri?kai paskirstyt? kr?vi? su sferi?kai simetri?kais nesikertan?iais erdviniais pasiskirstymais s?veikos j?ga yra lygi k?no j?gai. dviej? lygiaver?i? ta?kini? kr?vi?, esan?i? sferin?s simetrijos centruose, s?veika;

j? nejudrumas. Prie?ingu atveju ?sigali papildomi efektai: judan?io kr?vio magnetinis laukas ir atitinkama papildoma Lorenco j?ga, veikianti kit? judant? kr?v?;

s?veika vakuume.

Ta?iau su tam tikrais pakeitimais ?statymas galioja ir kr?vi? s?veikai terp?je bei judantiems kr?viams.

Vektorine forma C. Kulono formuluot?je d?snis para?ytas taip:

kur yra j?ga, kuria 1 kr?vis veikia 2 kr?v?; - kr?vi? dydis; - spindulio vektorius (vektorius, nukreiptas nuo 1 kr?vio ? kr?v? 2, absoliu?ia reik?me lygus atstumui tarp kr?vi? - ); - proporcingumo koeficientas. Taigi ?statyme nurodoma, kad pana??s kr?viai atstumia (o prie?ingai – traukia).

Pneumatin?s automatikos element? proces? apra?ymo pagrindas yra pirmasis termodinamikos d?snis. Pirmasis termodinamikos d?snis yra ypatingas energijos tverm?s d?snio atvejis. ?is d?snis teigia, kad izoliuotoje sistemoje vis? r??i? energijos suma yra pastovi vert?.

Santyk? tarp ?ilumos ir darbo nustat? Robertas Mayeris 1842 m

SI sistemoje darbo terminis ekvivalentas yra A = 1.

Vokie?i? gydytojas ir fizikas Julius Robert von Mayer gim? Heilbrone, vaistininko ?eimoje. Gav?s medicinin? i?silavinim?, kelet? m?nesi? dirbo Pary?iaus klinikose, po to i?vyko ? sal? laivo gydytoju. Java. Per metus trukusi? kelion? (1840–1841 m.) gydytojas Mayeris padar? savo did?iul? atradim?. Pasak jo, toki? i?vad? paskatino pasteb?ti ?moni? kraujo spalvos poky?iai tropikuose. Vykdydamas daugyb? kraujo nuleidim? Batavijos reide, Mayeris pasteb?jo, kad „i? rankos venos i?siliej?s kraujas buvo tokio nepaprasto paraudimo, kad, sprend?iant i? spalvos, gal?jau manyti, kad pataikiau ? arterij?“. I? to jis padar? i?vad?, kad „temperat?r? skirtumas tarp paties k?no ?ilumos ir aplinkos ?ilumos turi b?ti kiekybi?kai susij?s su abiej? kraujo r??i? spalvos skirtumu, t.y. arterin? ir venin?... ?is spalv? skirtumas yra suvartoto deguonies kiekio arba organizme vykstan?io degimo proceso stiprumo i?rai?ka“.

Mayerio laikais buvo pla?iai paplitusi doktrina apie organizmo gyvybin? j?g? (vitalizmas): gyvas organizmas veikia d?l to, kad jame yra ypatinga gyvybin? j?ga. Taigi fiziologiniai procesai buvo pa?alinti i? fizini? ir chemini? d?sni? sferos ir buvo nulemti paslaptingos gyvybin?s j?gos. Mayeris savo steb?jimais parod?, kad k?n? valdo nat?ral?s fiziniai ir cheminiai d?sniai, o svarbiausia – energijos i?saugojimo ir transformacijos d?sniai. Gr???s i? kelion?s, i? karto para?? straipsn? „Apie kiekybin? ir kokybin? j?g? nustatym?“, kur? 1841 m. bir?elio 16 d. i?siunt? ? ?urnal? „Metrai...“ I. Poggendorffui. ?iame Mayerio darbe, nepaisant kai kuri? neatitikim?, yra labai tiksliai ir ai?kiai suformuluotas j?gos, ty energijos, i?saugojimo ir transformacijos d?snis. Ta?iau Poggendorffas straipsnio nespausdino ir negr??ino autoriui, 36 metus jis gul?jo ant jo stalo, kur buvo rastas po Poggendorffo mirties. 1842 m. Mayeris paskelb? kit? straipsn? ?urnale „Annals of Chemistry and Pharmacy“.

?is Mayerio darbas pagr?stai laikomas pagrindiniu energijos tverm?s ir transformacijos ?statymo istorijoje. Ypa? svarbi yra Mayerio id?ja apie kokybin? j?g? (energijos) transformavim? i?laikant j? kiekybin? i?saugojim?. Mayeris i?samiai analizuoja visas galimas energijos transformacijos formas bro?i?roje „Organinis jud?jimas, susij?s su materijos metabolizmu“, i?leistoje 1845 m. Heilbrone. Mayeris pirmiausia suman? publikuoti savo straipsn? tame pa?iame „Chemijos ir farmacijos metra?tyje“. ta?iau j? redaktorius J. Liebigas, remdamasis ?urnalo pertekliumi chemijos straipsniais, patar? nusi?sti straipsn? ? Poggendorff’o analus. Mayeris, suprasdamas, kad Poggendorffas su juo elgsis taip pat, kaip su 1841 m. straipsniu, nusprend? savo l??omis i?leisti straipsn? kaip bro?i?r?.

Savo bro?i?roje Mayeris detaliai apskai?iuoja mechanin? ?ilumos ekvivalent?; jis pateikia duomenis apie anglies kaloringum? ir atkreipia d?mes? ? ?em? ?ilumini? varikli? naudingumo koeficient?, kurio maksimali vert? ?iuolaikin?se ma?inose siek? 5–6 proc., o lokomotyvuose nesiek? vieno procento. Atsi?velgdamas ? elektrifikacij? trinties b?du ir elektroforo veikim?, Mayeris nurodo, kad ?ia „mechaninis poveikis paver?iamas elektra“. Jis daro i?vad?: mechaninio poveikio s?naudos sukelia tiek elektrin?, tiek magnetin? ?temp?. Mayeris savo analiz? u?baigia „chemine j?ga“. ?domu tai, kad jis sujungia chemin?s energijos klausim? su saul?s sistemos energijos klausimu. Jis pabr??ia, kad saul?s energijos (j?gos) srautas, kuris atsiranda ir m?s? ?em?je, „yra ta nuolat besisukanti spyruokl?, kuri palaiko vis? ?em?je vykstan?i? veikl? mechanizm? jud?jimo b?senoje“.

Mayeris baig? pl?toti savo id?jas iki 1848 m., kai bro?i?roje „Dangaus dinamika populiariame pristatyme“ i?k?l? ir band? i?spr?sti svarbiausi? saul?s energijos ?altinio problem?. Mayeris suprato, kad chemin?s energijos nepakako mil?ini?koms Saul?s energijos s?naudoms papildyti. Ta?iau tarp kit? energijos ?altini? jo laikais buvo ?inoma tik mechanin? energija. Mayeris padar? i?vad?, kad Saul?s ?ilum? papildo meteorit?, nuolat krintan?i? ant jos i? vis? pusi?, bombardavimas i? aplinkin?s erdv?s. Savo 1851 m. darbe „Pastabos apie mechanin? ?ilumos ekvivalent?“ Mayeris trumpai ir populiariai i?d?sto savo id?jas apie j?gos i?saugojim? ir transformacij?.

M. Mayerio darbai ilgai liko nepasteb?ti: pirmasis straipsnis i? viso nebuvo publikuotas, antrasis – fizik? neskaitomame chemijos ?urnale, tre?iasis – priva?ioje bro?i?roje. Visi?kai ai?ku, kad Mayerio atradimas nepasiek? fizik?, o energijos tverm?s d?sn? nepriklausomai nuo jo ir kitais b?dais atrado kiti autoriai, pirmiausia J. Joule ir G. Helmholtz. Mayeris ?siv?l? ? gin?? d?l prioriteto, kuris j? pareikalavo; tik 1862 metais R. Clausius ir J. Tyndall atkreip? d?mes? ? Mayerio tyrimus. Mayerio nuopeln? kuriant mechanin? ?ilumos teorij? ?vertinimas vienu metu suk?l? ar?ias diskusijas tarp Clausius, Tyndall, Joule ir D?hring.

Mayeris, priverstas ginti savo prioritet? atrandant energijos tverm?s d?sn?, tai padar? ramiu ir oriu tonu, sl?pdamas gili? psichin? traum?, kuri? jam suk?l? „smulkus parduotuvi? mokslinink? pavydas“ ir „ne?inojimas aplinka“, – teigia K. A. Timiriazevas. Pakanka pasakyti, kad 1850 m. jis band? nusi?udyti i??ok?s pro lang? ir vis? gyvenim? liko ?lubas. Jis buvo persekiojamas laikra??iuose, apkaltintas kukliu ir s??iningu didyb?s kliedesi? mokslininku ir priverstinai „gydomas“ psichiatrijos ligonin?je.

Mayeris mir? 1878 m. kovo 20 d. Prie? pat mirt?, 1874 m., buvo i?leistas jo darb? rinkinys apie energijos tverm?s ir transformacijos d?sn? pavadinimu „?ilumos mechanika“. 1876 m. buvo paskelbti paskutiniai jo darbai „Apie Tori?elio tu?tum?“ ir „Apie paj?g? i?laisvinim?“. (?r. ?emiau).

Pirmasis termodinamikos d?snis teigia, kad ?iluma dq, pateiktas TDS eina atlikti darb? dl?i sistema ir vidin?s energijos kitimas du TDS.

dq = du + dl.

Termodinamin?s sistemos vidin? energija suprantama kaip visa energija, esanti ?ioje sistemoje. ?i? energij? lemia molekuli? transliacinio, sukimosi ir vibracinio jud?jimo energija, taip pat molekuli? ir atom? s?veikos energija. Artimo k?no sistemos vidin?s energijos absoliuti vert? termodinaminiais metodais nenustatoma. Technin?je termodinamikoje ?prasta artimo k?no vidin? energij? esant nulinei temperat?rai laikyti lygia nuliui ir atsi?velgti ? vidin?s energijos padid?jim?, palyginti su ?iuo lygiu.

Kur A– atomin? mas?; m vienet?- atomin?s mas?s vienetas; N A- Avogadro numeris; mol m – tai med?iagos kiekis, kuriame yra molekuli? skai?ius, lygus atom? skai?iui 12 g 12 C anglies izotopo.

Termodinamin?s sistemos ?ilumin? talpa priklauso nuo to, kaip kei?iasi sistemos b?sena kaitinant.

Jei dujos ?ildomos esant pastovus t?ris, tada visa tiekiama ?iluma atitenka dujoms ?ildyti, tai yra kei?iant j? vidin? energij?. Tada ?ymimas ?ilumos talpa C V.

S R– ?ilumos talpa ties pastovus sl?gis. Jei kaitinate dujas esant pastoviam sl?giui R inde su st?mokliu, tada st?moklis pakils iki tam tikro auk??io h, tai yra, dujos veiks (4.2 pav.).

Ry?iai. 4.2

Vadinasi, praleid?iama ?iluma i?leid?iama tiek ?ildymui, tiek darbui. I? to ai?ku, kad.

Taigi, praleid?iama ?iluma ir ?ilumin? talpa priklauso nuo to, kaip perduodama ?iluma. Rei?kia, K Ir C n?ra b?senos funkcijos.

Kiekiai S R Ir C V pasirodo, kad yra susij? paprastais ry?iais. Suraskime juos.

?kaitinkime vien? mol? ideali? duj? esant pastoviam t?riui (d A= 0). Tada pirm?j? termodinamikos d?sn? ?ra?ome tokia forma:

Tie. be galo ma?as ?ilumos kiekio padid?jimas yra lygus vidin?s energijos padid?jimui d U.

?ilumos talpa esant pastoviam t?riui bus lygus:

Nes U gali priklausyti ne tik nuo temperat?ros. Ta?iau ideali? duj? atveju galioja formul? (4.2.4).

I? (4.2.4) i?plaukia, kad

,

Izobarinio proceso metu, be vidin?s energijos padid?jimo, darb? atlieka dujos:

.