Праца ў тэрмадынаміцы

Навука, якая вывучае цеплавыя з'явы - гэта тэрмадынаміка. Фізіка разглядае яе як адзін з сваіх раздзелаў, які дазваляе зрабіць пэўныя высновы, грунтуючыся на паданні рэчывы ў выглядзе малекулярнай сістэмы.

Тэрмадынаміка, вызначэння якой будуюцца на падмурку фактаў, атрыманых шляхам досведу, не выкарыстоўвае назапашаныя веды пра ўнутраны будове рэчыва. Аднак у некаторых выпадках дадзеная навука карыстаецца малекулярна-кінетычнай мадэлямі, каб наглядна праілюстраваць свае зняволення.

Апора тэрмадынамікі - агульныя заканамернасці працэсаў, якія адбываюцца пры змене цеплавой энергіі, а таксама ўласцівасці макраскапічнай сістэмы, якая разглядаецца ў стане балансу. Найбольш значнай з'явай, што адбываюцца ў комплексе рэчываў, з'яўляецца выраўноўванне тэмпературных характарыстык ўсіх яго частак.

Найбольш важным тэрмадынамічных паняццем служыць ўнутраная энергія, якой валодае любое цела. Яна складзена ў самым элеменце. Малекулярна-кінэтычнай трактоўкай ўнутранай энергіі з'яўляецца велічыня, якая ўяўляе сабой суму кінэтычнай актыўнасці малекул і атамаў, а таксама патэнцыялу іх ўзаемадзеяння паміж сабой. Адсюль выцякае закон, адкрыты джоўль. Яго пацвярджэннем з'явіліся множныя эксперыменты. Яны абгрунтавалі той факт, што, у прыватнасці, ідэальны газ валодае ўнутранай энергіяй, якая складваецца з кінэтычнай актыўнасці ўсіх яго часціц, якія знаходзяцца ў хаатычным і бязладным руху пад уздзеяннем цяпла.

Праца ў тэрмадынаміцы змяняе актыўнасць цела. Ўздзеянне сіл, якія ўплываюць на ўнутраную энергію сістэмы, можа мець як станоўчы, так і адмоўнае значэнне. У тых выпадках, калі, напрыклад, газападобнае рэчыва падвяргаецца працэсу сціску, які вырабляецца ў цыліндрычнай ёмістасці пад ціскам поршня, сілы, якія дзейнічаюць на яго, здзяйсняюць нейкую працу, якая характарызуецца станоўчай велічынёй. Адначасова адбываюцца супрацьлеглыя з'явы. Газ здзяйсняе над ўздзейнічаюць на яго поршнем адмоўную працу той жа велічыні. Дзеянні, якія вырабляюцца рэчывам, знаходзяцца ў прамой залежнасці ад плошчы наяўнага поршня, яго перамяшчэння, а таксама ціску цела. Праца ў тэрмадынаміцы, якая здзяйсняецца газам, з'яўляецца станоўчай пры яго пашырэнні, а пры сціску - адмоўнай. Велічыня гэтага дзеяння знаходзіцца ў прамой залежнасці ад шляху, па якім быў здзейснены пераход рэчыва з пачатковага становішча ў канчатковае.

Праца ў тэрмадынаміцы цвёрдых і вадкіх тэл адрозніваецца тым, што яны вельмі нязначна змяняюць аб'ём. У сувязі з гэтым уздзеяннем сіл часцяком грэбуюць. Аднак вынікам здзяйснення над рэчывам працы можа з'явіцца змена яго ўнутранай актыўнасці. Напрыклад, пры свідраванні металічных дэталяў адбываецца павышэнне іх тэмпературы. Гэты факт і з'яўляецца сведчаннем росту ўнутранай энергіі. Пры гэтым дадзены працэс з'яўляецца незваротным, так як яго немагчыма правесці ў процілеглым кірунку.
Праца ў тэрмадынаміцы ставіцца да асноўных яе фізічным велічыням. Яе вымярэнне вырабляецца ў джоўль. Велічыня гэтага паказчыка знаходзіцца ў прамой залежнасці ад таго шляху, па якім сістэма пераходзіць з пачатковага стану ў канчатковае. Гэта дзеянне не адносіцца да функцый стану цела. Яно з'яўляецца функцыяй самога працэсу.

Праца ў тэрмадынаміцы, вызначэнне якой вырабляецца па наяўных формулах, з'яўляецца рознасцю паміж колькасцю падведзеныя і адведзенага цяпла ў перыядзе замкнёнага цыклу. Велічыня гэтага паказчыка залежыць ад выгляду працэсу. Калі сістэма аддае сваю энергію, то гэта азначае, што здзяйсняецца больш станоўча дзеянне, а калі атрымлівае - адмоўнае.