Capitolul IV

Capitolul IV. Prima lege a termodinamicii

15. POWER INTERN

clasa a VII, desigur, fizica cunoscut faptul că orice organism macroscopic are o energie internă.

Conceptul de energie internă a corpurilor macroscopice joacă un rol important în studiul fenomenelor termice. Acest lucru se datorează existenței unei legi fundamentale a naturii - legea conservării energiei.

Descoperirea legii de conservare a energiei a fost posibil după ce sa dovedit că, în plus față de energia mecanică a corpurilor macroscopice posedă, de asemenea, o energie internă în organismele de control. Această energie este parte a echilibrului global al transformărilor energetice în natură.

Atunci când alunecare pe opritorul puc de gheață sub acțiunea forței de frecare, de energie mecanică (cinetică) nu este doar dispare și transmise în mișcare în mod aleatoriu molecule de gheață și șaibe. suprafață neuniformă

corpurile de fricțiune sunt deformate de mișcare, iar intensitatea mișcare crește moleculare aleatorii. Ambele corpuri sunt încălzite, ceea ce înseamnă o creștere a energiei interne.

Nu este greu de observat tranziția inversă a energiei interne în energie mecanică. Dacă încălzirea apei din eprubetă, cu capac, atunci energia internă a apei începe să crească. Apa fierbe și presiunea aburului va crește, astfel încât bușonul va fi dislocat și zbura în sus. Energia cinetică a fișei este mărită cu energia internă a aburului. Atunci când extinderea, aburul nu funcționează și se răcește. Energia sa internă scade.

Din teoria cinetică a energiei interne a unui corp macroscopic este suma energiei cinetice a mișcării aleatoare de molecule (sau atomi), în raport cu centrul de masă al corpului și energiile potențiale ale interacțiunii dintre toate moleculele unul cu celălalt (dar nu și cu alte organisme de molecule). Calculați energia internă a corpului (sau variația acestuia), având în vedere mișcarea moleculelor individuale și pozițiile lor în raport cu celălalt, este practic imposibil din cauza numărului enorm de molecule in organisme macroscopice. Prin urmare, este necesar să se poată determina energia internă (sau modificarea acesteia), în funcție de parametrii macroscopice care pot fi măsurate în mod direct.

Energia interna a unui gaz monoatomic ideal. Cel mai simplu în proprietățile sale de gaz monoatomic compuse din atomi individuali, mai degrabă decât molecule. Monohidroxilici sunt gaze inerte -., Heliu, neon, argon, etc Calculam gazul monoatomic ideale internă a energiei.

Deoarece moleculele de gaz ideal nu interacționează unele cu altele, cu excepția intervale scurte de timp, atunci când se confruntă energia potențială este considerată a fi zero. Toată energia internă a unui gaz ideal reprezintă energia cinetică a mișcării termice a moleculelor sale.

Pentru a calcula masa gazului monoatomic ideala interne de energie necesară pentru a se multiplica energia medie (2.9) dintr-un atom la numărul de atomi. Acest număr este egal cu produsul dintre cantitatea de substanță din constanta Avogadro (vezi. § 2, cu formula 1.3 și 1.7).

Multiplicând (2.9) pentru a obține energie internă de gaz monoatomic ideal.

Energia interna a unui odnoayumnogo gaz ideal direct proporțională cu temperatura absolută.

Dacă gazul ideală este format din molecule mai complexe decât monohidroxilici, energia sa internă este, de asemenea, proporțională cu temperatura absolută, dar factorul de proporționalitate între T și altul. Acest lucru se explică prin faptul că moleculele complexe, nu numai a muta progresiv, dar rotit. Energia internă a acestor gaze este suma energiilor mișcării de rotație și de translație a moleculelor.

Dependența energiei interne a parametrilor macroscopice. Am descoperit că energia internă a unui gaz ideal depinde de un singur parametru - temperatura volumului energiei interne a unui gaz ideal este independentă, deoarece energia potențială a interacțiunii moleculelor sale este considerată a fi zero.

In gazele reale, lichide și solide medie energie potențială a interacțiunii dintre molecule nu este zero. Cu toate acestea, pentru gaz este mult mai mică decât energia cinetică medie, dar pentru solide și lichide cu cinetică comparabile. Energia potențială medie de interacțiune a moleculelor depinde de volumul de material, deoarece schimbarea volumului se modifică distanța medie dintre molecule. Prin urmare, energia internă în cazul general, împreună cu temperatura T depinde și de V. volum

Deoarece valorile parametrilor macroscopice și alte determină în mod unic organele de stat, astfel ele definesc energia internă a corpurilor macroscopice.

Energia internă este determinată în mod unic de organisme macroscopice parametri ce caracterizează starea corpurilor:

Pentru un gaz monoatomic ideală, această ecuație ia forma (4.1).

Acum, ia în considerare energia internă poate schimba ca rezultat al oricărui proces. Desigur VII clasa fizică știm că există două tipuri de procese: activitatea de comision și de transfer de căldură. Inițial, mai detaliat decât în ​​clasa VII, ia în considerare activitatea in termodinamica