Для описания этих изменений вводят функцию состояния - внутреннюю энергию U и две функции перехода - теплоту Q и работу A. Математическая формулировка первого закона:
dU = Q - A (дифференциальная форма) (2.1)
U = Q - A (интегральная форма) (2.2)
Буква в уравнении (2.1) отражает тот факт, что Q и A - функции перехода и их бесконечно малое изменение не является полным дифференциалом.
В уравнениях (2.1) и (2.2) знаки теплоты и работы выбраны следующим образом. Теплота считается положительной, если она передается системе. Напротив, работа считается положительной, если она совершается системой над окружающей средой.
Существуют разные виды работы: механическая, электрическая, магнитная, поверхностная и др. Бесконечно малую работу любого вида можно представить как произведение обобщенной силы на приращение обобщенной координаты, например:
Aмех = p. dV; Aэл = . dе; Aпов = . dW (2.3)
( - электрический потенциал, e - заряд, - поверхностное натяжение, W - площадь поверхности). С учетом (2.3), дифференциальное выражение первого закона можно представить в виде:
dU = Q - p. dV Aнемех (2.4)
В дальнейшем изложении немеханическими видами работы мы будем, по умолчанию, пренебрегать.
Механическую работу, производимую при расширении против внешнего давления pex, рассчитывают по формуле:
A = (2.5)
Если процесс расширения обратим, то внешнее давление отличается от давления системы (например, газа) на бесконечно малую величину: pex = pin - dp и в формулу (2.5) можно подставлять давление самой системы, которое определяется по уравнению состояния.
Проще всего рассчитывать работу, совершаемую идеальным газом, для которого известно уравнение состояния p = nRT / V (табл. 1).
разность показаний термометров уменьшится при понижении температуры. может наступить момент, когда оба термометра будут показывать одинаковое значение температуры. при понижении температуры воздух способен удерживать все меньшее количество пара воды. если абсолютная влажность не меняется, то при понижении температуры может наступить точка росы, когда лишняя влага в воздухе буде выпадать в виде каплей тумана. сухой термометр показывает температуру окружающего воздуха. мокрый показывает меньшую температуру из-за испарения влаги из окружающего термометр влажного материала. температура мокрого термометра тем ниже, чем быстрее происходит испарение, которое в свою очередь зависит от способности воздуха поглощать влагу. если температура окружающего воздуха падает, то испарение замедляется, и разность показаний термометров уменьшается.
