Внутренняя энергия термодинамической системы. Количество теплоты

Под внутренней энергией термодинамической системы понимается кинетическая энергия частиц системы и потенциальная энергия взаимодействия частиц. Во внутреннюю энергию входит кинетическая энергия поступательного движения частиц, кинетическая энергия вращательного движения, энергия колебательного движения, энергия взаимодействия атомов и молекул, внутриатомная и внутриядерная энергия.

Под внутренней энергией идеального газа понимается лишь кинетическая энергия поступательного движения частиц.

.

Внутренняя энергия прямо пропорциональна температуре и зависит только от температуры. Если , то . Для реальных газов это не справедливо.

При любых процессах в изолированной термодинамической системе внутренняя энергия остается неизменной.

При взаимодействии термодинамической системы с определенными телами происходит изменение внутренней энергии системы. Два способа изменения внутренней энергии – теплопередача и совершение механической работы.

Первый закон термодинамики. Теплоемкость

В неизолированной термодинамической системе изменение внутренней энергии равно сумме количества теплоты переданного системе, и работы внешних сил над системой:

,

– работа внешних сил;

– работа, совершаемая термодинамической системой.

.

.

Внутренняя энергия это функция состояния системы, а поэтому в конечном термодинамическом процессе изменения внутренней энергии не зависит от вида процесса.

Опыт показывает, что изменение внутренней энергии тела, вызванное его нагреванием или охлаждением, прямо пропорционально массе тела и изменению его температуры :

или

.

Если обозначить начальную температуру тела через , а конечную – через , то при нагревании тела , а при охлаждении за удобнее принимать величину, равную .

Опыт показывает, что изменение внутренней энергии тела зависит еще от рода вещества.

Величина , характеризующая зависимость изменения внутренней энергии тела в процессе его нагревания или охлаждения от рода вещества, называется удельной теплоемкостью вещества.

Опр. Удельная теплоемкость вещества измеряется количеством теплоты, нужным для нагревания единицы массы вещества на 1 К,

® .

Поиск по сайту: