Первое начало термодинамики известно как закон сохранения энергии. Это основной закон, в соответствии с которому наиболее значимая физическая величина — энергия — сохраняется неизменной в изолированной совокупности.[1]
Серьёзным достижением на пути процесса интеграции знаний было открытие основного закона превращения — закона энергии и природы сохранения. превращения закона энергии и Открытие сохранения связывают с именами Р. Майера, Д. Джоуля, Г. Гельмгольца, каковые пришли к нему различными дорогами. превращения закона энергии и Формулировка сохранения, в соответствии с Г. Гельмгольцу: приращение кинетической энергии тела равняется убыли его потенциальной энергии. Г. Гельмгольц выразил полученный закон в математической форме и связал закон сохранения энергии с принципом неосуществимости создания вечного двигателя. Д. Джоуль выяснил величину эквивалента перевода механической энергии в тепловую. Разглядывая разные виды энергии, Р. Майер в собственной работе, выделил: кинетическую, потенциальную, их сумму — механическую энергию, тепловую, электрическую и химическую энергии, заключил , что все эти виды энергии смогут взаимопревращаться — при условии неизменности общего числа энергии. К примеру, количественным выражением закона сохранения энергии в химическом производстве есть тепловой (энергетический) баланс. Применительно к тепловым процессам химической переработки закон сохранения энергии формулируется так: количество тепловой энергии, принесенной в зону сотрудничества веществ, равняется количеству энергии вынесенной веществами из данной территории:
Qф + Qэ + Qв = Оф’ + Qn’
где Qф — теплота, введенная в процесс с исходными веществами; Qэ — теплота экзотермических реакций; Qв — теплота, введенная в процесс извне; Оф’ — теплота, выведенная из процесса с продуктами реакции; Qn’ — утраты теплоты в вохдух.
Переход энергии из одной формы в другую свидетельствует, что энергия в данной ее форме исчезает, преобразовывается в энергию в другой форме. Закон сохранения энергии говорит, что при любых процессах, происходящих в изолированной совокупности, полная энергия совокупности не изменяется, другими словами переход энергии из одной формы в другую происходит с соблюдением количественной эквивалентности. Для количественной чёрта разных форм перемещения вводятся соответствующие им виды энергии: механическая, внутренняя (тепловая), электромагнитная, химическая, ядерная и т. д.
В современной хорошей физике закон сохранения энергии имеет форму записи в виде обобщенного уравнения состояния замкнутой термодинамической совокупности:
W = Wk + Wp + U,
где W – полная энергия совокупности; Wk ? кинетическая энергия совокупности в целом; Wp ? потенциальная энергия совокупности в целом; U – внутренняя энергия совокупности.
Данное уравнение показывает на то, что энергия в совокупности может переходить из одного вида энергии в второй (из кинетической энергии в потенциальную) и, напротив, при неизменности внутренней энергии. Такая форма записи закона сохранения энергии не учитывает возможности перехода энергии из одной формы в другую, другими словами не учитывает классификацию энергии по видам и формам. Недочётом формы записи есть ее приемлемость только для замкнутой совокупности.
Закон сохранения энергии возможно распространить на незамкнутые совокупности, в случае если учесть принцип приращений. Данный принцип требует записывать определяющие уравнения, к каким относится и уравнение состояния, не в полных значениях размеров, а в их приращениях.
Для полного учета всех форм энергии в уравнение состояния должна быть добавлена сумма приращений энергии, вызванных трансформацией состояния совокупности под влиянием различных форм физического поля. Уравнение состояния принимает обобщенный вид:
dW = ?i Ui dqi + ?j Uj dqj,
где i – число форм перемещения; j – число форм физического поля.
Это уравнение состояния есть самая полной формой записи по сравнению с другими формами записи этого уравнения в современной физике и отражает не только перенос энергии из совокупности в среду либо из среды в совокупность, но и перенос энергии из одной формы перемещения в другую в совокупности, из энергии любой формы перемещения в энергию физического поля и напротив. Данное уравнение положены в базу закона сохранения энергии. Полное наименование превращения закона — энергии и этого закон сохранения.направляться2]
Закон сохранения энергии — закон, управляющий всеми явлениями природы; исключений из него науке неизвестно. Закон сохранения энергии имеет громадное практическое значение, потому, что значительно ограничивает число вероятных каналов эволюции совокупности без ее детального анализа. Так на основании этого закона оказывается вероятным априорно отвергнуть любой очень проект очень экономически привлекательного вечного двигателя первого рода (устройства, талантливого выполнять работу, превосходящую нужные для его функционирования затраты энергии).
Так, закон сохранения энергии действует в любых ситуациях и везде, где одна форма энергии переходит в другую.[3]
превращения энергии и Закон сохранения
