Как изменится объединенный газовый закон для изотермического, изохорического, изобарического

1-ый закон термодинамики является обобщением закона сохранения и перевоплощения энергии для термодинамической системы. Он формулируется последующим образом:
Изменение U внутренней энергии неизолированной термодинамической системы равно разности меж количеством теплоты Q, переданной системе, и работой A, абсолютной системой над наружными телами.
U = Q A.
Соотношение, выражающее 1-ый закон термодинамики, часто записывают в другой форме:
Q = U + A.
Количество теплоты, приобретенное системой, идет на изменение ее внутренней энергии и совершение работы над наружными телами.
1-ый закон термодинамики является обобщением опытных фактов. Согласно этому закону, энергия не может быть сотворена либо уничтожена; она передается от одной системы к иной и преобразуется из одной формы в иную. Главным следствием первого закона термодинамики является утверждение о невозможности создания машины, способной совершать полезную работу без употребления энергии снаружи и без каких-или изменений снутри самой машины. Такая гипотетическая машина получила заглавие постоянного двигателя (perpetuum mobile) первого рода. Многочисленные пробы сделать такую машину неизменно заканчивались провалом. Неважно какая машина может совершать положительную работу A над наружными телами только за счет получения некого количества теплоты Q от окружающих тел или убавленья U своей внутренней энергии.

Применим 1-ый закон термодинамики к изопроцессам в газах.

В изохорном процессе (V = const) газ работы не совершает, A = 0. Как следует,
Q = U = U (T2) U (T1).
Тут U (T1) и U (T2) внутренние энергии газа в исходном и окончательном состояниях. Внутренняя энергия образцового газа зависит только от температуры (закон Джоуля) . При изохорном нагревании тепло поглощается газом (Q gt; 0), и его внутренняя энергия возрастает. При охлаждении тепло отдается наружным телам (Q lt; 0).

В изобарном процессе (p = const) работа, совершаемая газом, выражается соотношением
A = p (V2 V1) = p V.
1-ый закон термодинамики для изобарного процесса дает:
Q = U (T2) U (T1) + p (V2 V1) = U + p V.
При изобарном расширении Q gt; 0 тепло поглощается газом, и газ совершает положительную работу. При изобарном сжатии Q lt; 0 тепло отдается наружным телам. В этом случае A lt; 0. Температура газа при изобарном сжатии уменьшается, T2 lt; T1; внутренняя энергия убывает, U lt; 0.

В изотермическом процессе температура газа не меняется, как следует, не изменяется и внутренняя энергия газа, U = 0.

1-ый закон термодинамики для изотермического процесса выражается соотношением
Q = A.
Количество теплоты Q, полученной газом в процессе изотермического расширения, преобразуется в работу над наружными телами. При изотермическом сжатии работа внешних сил, произведенная над газом, превращается в тепло, которое передается окружающим телам.

Наряду с изохорным, изобарным и изотермическим процессами в термодинамике часто рассматриваются процессы, протекающие в отсутствие теплообмена с окружающими телами. Сосуды с теплонепроницаемыми стенками величаются адиабатическими оболочками, а процессы расширения или сжатия газа в таких сосудах именуются адиабатическими.