Вътрешната енергия на работния флуид - studopediya

Вътрешният енергията на всяка физическа тяло се отнася до основните свойства на материята от които съдържа тялото. Тя се определя като функция на променливите на състоянието и затова се нарича състояние функция.

Вътрешната енергия на базата на реално кинетичната теория на газ включва:

-кинетичната енергия на транслацията, въртеливо и вибрационно

-потенциалната енергия на частиците взаимодействия

-енергията на електронен слой атоми;

В повечето от последните две компоненти на процеса на топлинна мощност остане непроменена. Следователно, в това, което следва, от вътрешната енергия на газа имаме предвид енергия на случаен движение на молекули и атоми, съдържащ кинетичната енергия на транслацията, ротационни и колебания движения двете молекулно и вътрешномолекулна тип, както и потенциалната енергия на силите двойка взаимодействие между молекули.

Кинетичната енергия на молекулите е функция на температурата, стойността на потенциалната енергия зависи от средното разстояние между молекулите и следователно е функция на специфичен обем V. вътрешен енергиен U на идеалния газ, който липсва сила взаимодействие между молекули на не зависи от обема на газ или налягане, както се определя от температурата.

Стойността на потенциалната енергия, която възниква в двойки взаимодействие на молекули, зависи от средното разстояние между молекулите и следователно е функция на специфичен обем V.

вътрешна енергия U на идеалния газ. където не сила взаимодействие между молекули не зависи от обема на газ или налягане, както се определя от температурата.

При Т = 0 се съхранява само в атоми и електрони вътр за движение. NEE. в същото време той се нарича нулев вътрешна енергия.

По този начин, пълна вътрешна енергия може да се запише:

където UKIN и UP0T - вътрешен кинетична и потенциална енергия на молекулите;

Uo - вътрешната енергия на тялото при температура на абсолютна нула.

По този начин, при Т = 0, кинетичната и потенциална енергия
термичен движение на молекули е равно на нула, но остава без топлинна енергия произход (движение на електрони Вътрешноядрен процеси и т. д.).

В термодинамиката, изследването е само феномена на топлинна произход, така се приема, че Uo = 0.

С помощта на уравнението на състоянието уравнение може Uvyrazit чрез всеки два параметри, т.е.

Ако изразът да се прави разлика, ние откриваме, че Uyavlyaetsya общо диференциал на всеки две променливи на състоянието, като например

Този имот е различен от работата (и от топлината, както ще бъде показано по-долу), което не е функция на състоянието на системата,

За сложна система, състояща се от смес от газове, той се определя от сумата на енергиите на отделните части, т.е.. Е. Има адитивност на собственост.

От Uyavlyaetsya общо диференциално параметри на състоянието, вътрешната енергия на системата ще бъде състоянието на параметъра:

Промяна Ub термодинамичен процес не зависи от естеството на пътя (А, В или С), и се определя само от първоначалното и крайното състояние на процеса в точки 1 и 2, (Фиг.2.1), т.е.

Цикличния процес варианти специфични вътрешни energiiravno нула.

Молекулно кинетичната теория на газовете е доказано, че както в идеалния газ няма взаимодействие между молекулите, вътрешната енергия е независим от Р и V. и е само функция на температурата:

За разлика от вътрешната енергия на функцията на топлина или операцията не е общо диференциали и следователно прилагането на процеса не зависи само от началните и крайните стойности на функцията, но също така да се вземе предвид естеството на процеса (т.е., състоянието на параметрите се променят) .Vsledstvie това

Вътрешна енергия, приписани на единица маса, наречена специфична вътрешната енергия. U = U / m [J / кг].

Поради технически проблеми на термодинамиката е важно да не абсолютната стойност на вътрешната енергия и промяната в различни термодинамични процеси. Ето защо, на вътрешната енергия на произхода може да бъде избрана произволно.

Например, съгласно международен договор стойност на вътрешната енергия се приема като нула за водата при температура от 0.01 ° С и налягане на наситена пара при тази температура 610,8 Pa и за идеалните газове при О ° С е функция на налягане.

Ще бъде наричана просто големината и вътрешната енергия за краткост.

Диференциалът на вътрешна енергия е равна на

където CV - маса вярно специфичен топлинен капацитет при постоянен обем, Т - температура на работния флуид.

В практически изчисления увеличаване на вътрешната енергия определя по формулата

където - средния топлинен капацитет при постоянен обем в температурния диапазон от t1 и t2.