глава IV

Глава IV. Първи закон на термодинамиката

15. вътрешна сила

VII клас по физика разбира се знае, че който и да е видим с просто око тяло има вътрешна енергия.

Концепцията за вътрешна енергия на макроскопски органи играе важна роля в изследването на топлинните явления. Това се дължи на наличието на основен закон на природата - законът за запазване на енергията.

Откриването на закона за запазване на енергията е станало възможно, след като е доказано, че в допълнение към механичната енергия на макроскопски органи също притежават вътрешна енергия в рамките на самите органи. Тази енергия е част от цялостния баланс на енергийните трансформации в природата.

Когато плъзгане на спирката на лед шайба под действието на сила на триене, на неговата механична (кинетична) енергия не е просто изчезва и се изпращат на случаен принцип се движат молекули лед и шайби. неравна повърхност

органите на триене са деформирани от движение, и интензивността на произволни молекулни увеличава движение. И двете тела се отопляват, което означава увеличение с вътрешна енергия.

Не е трудно да се наблюдава обратната прехода на вътрешната енергия в механична енергия. Ако нагряване на водата в епруветката, таван, тогава вътрешната енергия на водата започва да се увеличава. Заври водата и налягането на парата ще се увеличи, така че тапата ще се откъснат и да летят нагоре. Кинетичната енергия на щепсела се увеличава с вътрешната енергия на парата. Когато се разширява, парата не работи и се охлажда. Нейната вътрешна енергия намалява.

От кинетичната теория на вътрешната енергия на макроскопично тяло е сумата от кинетичната енергия на случаен движение на молекули (или атоми) по отношение на центъра на тежестта на тялото и потенциалните енергии на взаимодействието на всички молекули с друг (но не с други молекули органи). Изчислява вътрешната енергия на тялото (или вариант), това движението на отделните молекули и техните позиции един спрямо друг, че е почти невъзможно поради огромния брой молекули в макроскопски органи. Следователно е необходимо да бъде в състояние да определи вътрешната енергия (или промяна) в зависимост от макроскопски параметри, които могат да бъдат пряко измерени.

На вътрешната енергия на идеален елементарен газ. Най-просто в неговите свойства едноатомен газ, съставен от отделни атоми, а от молекули. Едновалентни са инертни газове -., Хелий, неон, аргон и т.н. изчисляване на вътрешния енергиен идеално едноатомен газ.

Тъй като идеални газови молекули не взаимодействат помежду си, с изключение на кратки интервали от време, когато те срещат се счита тяхната потенциална енергия да бъде нула. Всички вътрешен енергиен на идеалния газ представлява кинетичната енергия на топлинната движение на молекулите.

За да се изчисли масата идеално едноатомен газ вътрешната енергия, необходима да се размножават средната енергия (2.9) на един атом на броя на атоми. Този брой е равна на произведението на количеството вещество в константата на Авогадро (вж. § 2, с формула 1.3 и 1.7).

Увеличаването (2.9) до получаване на вътрешен енергиен идеално едноатомен газ.

На вътрешната енергия на идеален газ odnoayumnogo пряко пропорционално на неговата абсолютна температура.

Ако идеален газ се състои от по-сложни молекули от едновалентен, вътрешната енергия е пропорционална на абсолютната температура, но коефициента на пропорционалност между Т и други. Това се обяснява с факта, че сложни молекули не само се движат постепенно, но завъртян. Вътрешната енергия на тези газове е сумата на енергиите на въртеливо и постъпателно движение на молекулите.

Зависимостта на вътрешната енергия на макроскопски параметри. Ние открихме, че вътрешната енергия на идеалния газ зависи от един параметър - температурата на обема на вътрешната енергия на идеалния газ е независим защото потенциалната енергия на взаимодействието на молекулите му се счита за нула.

В реално газове, течности и твърди вещества средно потенциалната енергия на взаимодействие на молекулите не е нула. Въпреки това, за газ е много по-малко от средната кинетична енергия, но за твърди вещества и течности със сравнима кинетична. Средната потенциалната енергия на взаимодействие на молекулите зависи от обема на материала, тъй като промяната на обема променя средното разстояние между молекули. Следователно вътрешната енергия в общия случай, заедно с температура Т зависи също V. обем

Тъй като стойностите на макроскопски параметри и други еднозначно определят държавните органи, като по този начин те определят на вътрешната енергия на макроскопски органи.

Вътрешният енергия се определя еднозначно от макроскопски органи параметри, характеризиращи състоянието на органите:

За идеална елементарен газ, това уравнение е под формата на (4.1).

А сега да разгледаме вътрешната енергия може да се промени в резултат на всеки процес. Разбира VII клас физика знаем, че има два вида процеси: работата на комисията и пренос на топлина. Първоначално, по-подробно, отколкото в клас VII, помислете за работа в термодинамиката