Плоский конденсатор площадью обкладок S и расстоянием между ними l подключен к источнику постоянного напряжения U. Определите силу напряжения F между обкладками конденсатора, если диэлектрическая проницаемость среды между обкладками равна e Дано: S, l, U, e Найти: F

Задача 1.

Дано:

Спирт

m = 2 кг

t₁ = 20°С

t₂ = 40°C

c = 2500 Дж / кг × °С

Найти: Q

Q = cm(t₂ - t₁)

Q = (2500 Дж / кг × °С) × 2 кг × (40°C - 20°С) = 100 000 Дж

ответ: 100 000 Дж

Задача 2.

Дано:

Спирт

m = 200 г

q = 29 × 10^6 Дж/кг

СИ:

m = 0,2 кг

Найти: Q

Q = qm

Q = (29 × 10^6 Дж/кг) × 0,2 кг = 5,8 × 10^6 Дж

ответ: 5,8 × 10^6 Дж

Задача 3.

Дано:

Вода

m = 10 кг

t₁ = 20°С

t₂ = 100°С

с = 4200 Дж/кг × °С

L = 2 258 000 Дж/кг

Найти: Q

Q = Q₁ + Q₂

Q₁ = cm(t₂ - t₁)

Q₂ = Lm

Q₁ = (4200 Дж/кг × °С) × 10 кг × (100°С - 20°С) = 3 360 000 Дж

Q₂ = 2 258 000 Дж/кг × 10 кг = 22 580 000 Дж

Q = 22 580 000 Дж + 3 360 000 Дж = 25 940 000 Дж

ответ: 25 940 000 Дж.

Первое начало термодинамики - это закон сохранения энергии, универсальный, всеобщий закон природы в применении к тепловым процессам.  Поэтому говорить о границах его применимости нельзя. Этих границ нет.

Первое начало термодинамики - это постулат. Постулат не может быть доказан логикой, не выводится из других  положений. Истинность постулата подтверждается тем, что ни он и ни одно из его следствий не противоречит человеческому опыту.

Энергия неуничтожима и несотворима, она лишь переходит из одной формы в другую. Работа совершается только  тогда, когда  на это затрачивается соответствуюшая энергия.

Невозможность существования вечного двигателя первого рода, то есть устройства, совершающего работу без затраты энергии, - это одна из формулировок первого начала термодинамики.

Другая формулировка - полная энергия изолированной системы постоянна.

Внутреннюю энергию термодинамической системы можно изменить двумя совершая над ней работу или  теплообменом с окружающей средой. 

По первому началу термодинамики  теплота, полученная системой, идёт на увеличение внутренней энергии системы и на совершение этой системой работы.

Примеры:

1) Изохорный процесс (V = const)

Так как работа расширения равна произведению давления и изменения объема, приращение внутренней энергии равно количеству теплоты, поглощенной при постоянном объеме.

2) Изотермический процесс (Т = const):

Получемая системой теплота расходуется на работу расширения газа. Внутренняя энергия системы не изменяется.

3) Изобарный процесс (Р = const):

Получаемая системой теплота расходуется на работу расширения газа и на изменение его внутренней энергии.

4) Адиабатический процесс (Q= 0):

Работа расширения совершается за счёт уменьшения внутренней энергии газа.

5) Плавление:

Получаемая системой теплота расходуется на разрушение связей между молекулами. Внутренняя энергия увеличивается.Оставшаяся часть теплоты расходуется на совершение работы по изменению объема тела при его плавлении. 

6) Испарение:

Получаемая системой теплота расходуется на разрушение связей между молекулами. Молекулы вылетают из жидкости, преодолевая силы межмолекулярного притяжения. Средняя энергия молекул, остающихся в жидкости, уменьшается (температура жидкости понижается). Если испарение происходит при  внешнем давлении, вещество, испаряясь, увеличивает объём и совершает работу расширения против внешнего давления.