Первое начало термодинамики в его становлении и развитии, Монография, Рындин В.В., 2004

Первое начало термодинамики в его становлении и развитии, Монография, Рындин В.В., 2004.
 
  Дан критический анализ изложения первого закона (начала) термодинамики (ПЗТ) в учебной литературе по термодинамике со времён Р. Клаузиуса и до наших дней. Разработаны рекомендации по упорядочению терминологии и буквенных обозначений термодинамических величин.
ПЗТ рассматривается в качестве одного из физических (количественных) законов сохранения движения при изменении его формы. Приведена классификация структурных уровней организации движения. Изложен новый метод введения уравнений ПЗТ, основанный на составлении балансовых соотношений для изменения энергии хаотического, упорядоченного и абсолютного движения микрочастиц системы.
Монография предназначена для авторов учебников и преподавателей термодинамики, а также студентов, магистрантов и аспирантов, изучающих термодинамику.

Понятие теплоты (тепла).
Теплота и работа — два понятия, сыгравшие большую роль в развитии термодинамики, нередко вносившие много неопределенности в эту строгую количественную науку. Истоки становления понятия теплоты подробно изложены в работах [16, 38].
Исследуя проблему строения материи, философы древности выдвигали в качестве первоосновы всего существующего гипотетические элементы - стихии. К стихиям они относили землю, воду, воздух и огонь. Одна из этих первооснов - огонь - была специально введена для объяснения тепловых явлений и процессов. Наиболее отчётливыми по этому поводу представляются рассуждения Платона, который уже в IV в. до н. э. различает "материю пламени", "материю света" и "материю тепла". Таким образом. Платона можно считать автором материальной теории теплоты, автором теории теплорода. Позднее учёные использовали его идеи и, несколько осовременив, продолжали развивать их в своих работах, не всегда ссылаясь на первоисточник. Но ничего нового к уже существующему им добавить не удалось. Так продолжалось до ХVII столетия.
Содержание
Введение
Первое начало термодинамики как закон сохранения энергии при изменении форм движения
1 Анализ состояния вопроса
1.1 Понятие теплоты (тепла)
1.2 Понятие работы
1.3 Понятие энергии
1.4 Принцип эквивалентности теплоты и работы - первое начало термодинамики
1.5 Формулировки первого начала (закона) термодинамики
1.6 Аналитические выражения первого закона термодинамики
1.7 Методы вывода уравнения первого закона термодинамики для потока
1.8 Понятие располагаемой работы в термодинамике
1.9 Уравнение первого закона термодинамики для необратимых процессов
2 Упорядочение терминологии и буквенных обозначении термодинамических величин
2.1 Причины ввода данного раздела
2.2 Физические величины
2.3 Буквенные обозначения физических величин
3 Физические законы сохранения как количественные выражения философского закона сохранения движения
3.1 Движение как неотъемлемое свойство материн
3.2 Структурные уровни организации движения. Формы движения.
3.3 Теплообмен и совершение работы - два способа переноса движения через границы закрытой системы
3.4 Использование гидротермодинамической аналогии для проведения различия между движением, его формой и способом переноса движения
3.5 Физические законы сохранения
3.5.1 Физические законы сохранения как частные аналитические выражения сохранения отдельных сторон движения
3.5.2 Закон сохранения импульса и понятие силы
3.5.3 Закон сохранения энергии (как физической величины)
3.5.4 Законы сохранения и симметрия пространства и времени
4 Основные понятия и определения термодинамики
4.1 Термодинамическая система
4.2 Термические параметры состояния
4.3 Основные величины молекулярной физики и уравнение состояния идеального газа
4.3.1 Основные величины молекулярной физики и химии
4.3.2 Газовые постоянные и постоянная Больцмана
4.3.3 Уравнение состояния идеального газа и его эволюция
4.4 Молекулярный смысл давления, температуры и газовых постоянных
4.5 Смеси идеальных газов
5 Аналитические выражения первого начала термодинамики в общем виде
5.1 Внутренняя энергия термодинамической системы
5.2 Уравнения энергии в общем виде. Теплота н работа
5.3 Использование гидротермодинамической аналогии для пояснения смысла теплоты, работы, энергии и законов сохранения
5.4 Вывод уравнения первого закона термодинамики на основе законов механики Ньютона и статистической физики
6 Работа
6. 1 Работа сил давления
6.1.1 Работа изменения объёма (объёмной деформации)
6.1.2 Работа результирующей сил давления по перемещению элемента среды как целого (работа перемещения)
6.1.3 Полная работа сил давления в потоке (работа проталкивания).
6.2 Работа вязкостных сил в потоке
6.3 Техническая (полезная) работа поршня и эффективная работа двигателя за цикл
6.4 Обобщение понятия работы на сложные термодинамические системы
7 Конкретизация уравнений энергии в зависимости от вида движения микрочастиц системы, выбора её границ и рассматриваемых работ
7.1Уравнение энергии для упорядоченного (переносного) движения микрочастиц элемента потока (уравнение энергии для потока в механическом виде)
7.2 Уравнение энергии для абсолютного движения микрочастиц среды относительно стенок канала (уравнение ПЗТ для нестационарного потока)
7.3 Уравнение первого закона термодинамики для хаотического движения частиц среды относительно их подвижного центра инерции
7.4 Уравнение первого закона термодинамики для открытой системы в общем виде и для процесса газообмена в цилиндре. Энтальпия
7.5 Уравнения первого закона термодинамики для процесса сгорания в двигателях
7.6 Конкретизация уравнений энергии в зависимости от выбора границы системы
7.6.1 Уравнение ПЗТ для системы РТ-поршень-оболочка (изменения энергии ХД микрочастиц рабочего тела и оболочки и упорядоченного движения поршня)
7.6.2 Уравнение ПЗТ для системы РТ-оболочка (изменения энергии ХД микрочастиц рабочего тела и оболочки)
7.6.3 Уравнение ПЗТ для РТ в цилиндре (изменения энергии ХД микрочастиц РТ относительно неподвижного их центра инерции
7.7 Уравнения первого закона термодинамики для сложных термодинамических систем
8 Теплота. Расчёт теплоты через теплоёмкость и энтропию
8.1 Теплоёмкость
8.1.1 Удельная, молярная и объёмная теплоёмкость
8.1.2 Истинная и средняя теплоёмкость
8.1.3 Термодинамический процесс. Зависимость теплоёмкости от процесса
8.1.4 Изохорная и изобарная теплоёмкость
8.1.5 Теплоёмкость политропного процесса
8.1.6 Интерпретация истинной, средней и политропной теплоёмкости с помощью гидротермодниамической аналогии
8.2 Энтропия
8.2.1 Методы введения энтропии
8.2.2 Интерпретация энтропии с помощью гидротермодинамической аналогии
8.2.3 Определение теплоты в sT-диаграмме
9 Термодинамические процессы и циклы
9.1 Задачи изучения термодинамических процессов идеального газа
9.2 Изохорный процесс
9.3 Изобарный процесс
9.4 Изотермический процесс
9.5 Адиабатный процесс
9.6 Политропный процесс
9.7 Изображение работ изменения объёма и давления в vp-, sT-и sh-диаграммах при протекании процессов с трением и без трения
9.8 Использование уравнения ПЗТ при анализе циклов
9.8.1 Циклы и оценка их эффективности
9.8.2 Идеальные и неидеальные карно-циклы
Заключение
Приложение А. Таблицы теплоёмкостей газов
Список использованных источников.