Tehnička termodinamika - Kemijsko-tehnološki fakultet

TEHNIČKA TERMODINAMIKA _____________________________________________
vrsnim i neprestanim makroskopskim ili mikroskopskim promjenama stanja
tijela.
Iskustveni zakon o održanju energije
15 o C
Energija može prelaziti iz jednog oblika u drugi, ali zbroj svih oblika
energije u izoliranom sustavu je konstantan. Ovo je iskustveni zakon koji se stalno
dokazuje direktno laboratorijski i indirektno time što je nemoguće ostvariti
“perpetuum mobile” prve vrste. Ovaj zakon se naziva i I. glavni zakon termodinamike.
Treba napomenuti da ima promjena pri kojima nastaju znatne količine
energije iz pretvorbe mase. Kod nuklearnih reakcija, u skladu s Einsteinovom
2
jednadžbom E = m ⋅ c slijedi da postoji ekvivalent mase i energije. Ove pojave
nisu predmet našeg izučavanja.
J.P. Joule (1843. godine) izvršio je pokus u svrhu određivanja odnosa
između mehaničkog rada i topline. Utvrdio je pri tome da se rad trenja 427 kpm,
odnosno 4.1868 kJ pretvori u količinu topline koja zagrije 1 kg vode s 14.5 °C
na 15.5 °C. Ova količina topline uzeta je za jedinicu i nazvana kilokalorijom i to
kcal . S obzirom na to da se električna mjerenja mogu točnije i lakše provesti,
kasnije je međunarodnim dogovorom utvrđena jedinica nazvana internacionalna
kalorija koja je definirana kao
1kcal = 1
IT
kWh
860
.
SI-sustavom kcal se više ne upotrebljava kao jedinica nego kilo Joule, kJ
1 kJ
1
= kWh.
3600
2.1. UNUTARNJA ENERGIJA
Energija ekvivalentna mehaničkom radu u Jouleovom pokusu nije se
mogla prema I. glavnom zakonu izgubiti, već je u vodi spremljena u drugom
obliku. Energiju koja je pohranjena u nekom sustavu nazivamo unutarnjom
energijom. Ona pripada grupi toplinskih veličina sustava. Unutarnja energija
predstavlja, dakle, zalihu energije u nekom sustavu. Kako je u pokusu porasla i
temperatura, zaključujemo odmah da unutarnja energija sustava raste s temperaturom.
Do ove spoznaje došli smo samo pomoću I. zakona termodinamike, bez
50