Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия идеального газа. Количество теплоты. Работа

2) Внутренняя энергия

Внутренняя энергия тела(U) складывается с кинетической энергией поступательного и вращательного движения молекул относительно центра масс, энергией взаимодействия, внутренней молекулярной энергией.

Внутренняя энергия – полная энергия за вычетом кинетической энергии тела как целого и потенциальной энергии тела во внешнем поле сил.

Согласно закону Джоуля, внутренняя энергия идеального газа не зависит от давления и объёма.

Внутренняя энергия – функция состояния системы. Определяется параметрами состояния т.е. ∆U зависит только от начального и конечного состояния системы.

Внутренняя энергия одноатомного идеального газа равна энергии поступательного хаотического движения его атомов.

=6,02* [ ]

k=

R=8,31 Дж/моль*К

1) Первое начало термодинамики

Первый закон термодинамики представляет собой закон сохранения энергии.

Допустим, что некоторая термодинамическая система, обладая внутренней энергией U₁, получила некоторое количество теплоты Q и, перейдя в новое состояние, характеризующееся внутренней энергией U₂, совершила работу А над внешней средой, т.е. против внешних сил. В этом случае Q=U₂-U₁+A или

Q=DU+A. (4)

Уравнение (4) выражает ПНТ: теплота, сообщаемая системе, расходуется на изменение ее внутренней энергии и на совершение ею работы против внешних сил.

Для бесконечно малых процессов выражение (4) записывают в дифференциальной форме dQ=dU+dA или в более корректной форме

, (5)

поскольку только dU является полным дифференциалом, а dQ и dА полными дифференциалами не являются.

Первый закон термодинамики формулируеться следующим образом: теплота, переданная системе, расходуеться на изменение ее внутренней энергии и на совершение работы.

3) Количество теплоты

Количеством теплоты Q, полученной телом, называют изменение внутренней энергии тела в результате теплообмена. Передача энергии от одного тела другому в форме тепла может происходить только при наличии разности температур между ними.

Количество теплоты Q является энергетической величиной. В СИ количество теплоты измеряется в единицах механической работы – джоулях (Дж).