Tehnička termodinamika - Kemijsko-tehnološki fakultet

_____________________________________________Prvi glavni zakon termodinamike
∑ E su prirasti svih ostalih oblika energije koji nisu posebno spomenuti. Mi ćemo
sada razmatrati takve probleme kod kojih posljednja tri člana nisu značajna.
Prvi glavni zakon možemo pisati u diferencijalnom obliku
δ Q = dU + δW
.
Pogledajmo pobliže drugi član na desnoj strani jednadžbe. Neka se u cilindru
nalazi plin pod tlakom p, slika 8. Na stap s vanjske strane djeluje tlak p v koji je
jednak unutarnjem tlaku, odnosno neznatno niži od njega. Ovo je slučaj mehaničke
ravnoteže. Ako se plin širi potiskuje stap i on se pomakne za put ds. U tom
slučaju plin je izvršio elementarni rad
a kako je
slijedi
δW = p ⋅ dV
δ W = p ⋅ A ⋅ ds ,
A ⋅ ds = dV
(za mehaničku ravnotežu).
Kod promjena kod kojih je V = kost. → dV = 0 → W = 0.
Slika 8. Prikaz mehaničke ravnoteže
Ako se plin, zatvoren u cilindru, širi na puno veći volumen, tlak neprekidno
pada. Zato navedenu jednadžbu smijemo uporabiti samo za male pomake
stapa, odnosno male promjene volumena pri kojima se može uzeti da je tlak
konstantan jer je proces u tom slučaju gotovo ravnotežan. U slučaju kada je
mehanička ravnoteža poremećena, osobito kada je vanjski tlak manji od unutarnjeg
tlaka, plin vrši koristan rad δW samo protiv vanjskog tlaka, što je manje od
53