Теплота, работа, внутренняя энергия

В ходе развития термодинамики было установлено, что единственными формами передачи энергии являются теплота и ра­бота. Строго говоря, работа и теплота- это не виды энергии, так как проявляются только в процессе передачи энергии. Одна из формулировок I-го начала термодинамики: работа и теплота – единственные формы передачи энергии.

Обозначения:

Q, - удельная теплота, которой обмениваются окружающая среда и система.

A, - удельная абсолютная работа. Работа А подразделяется на механическую и немеханическую. (Примеры немеханической работы:работа химических реакций;работа электрических сил.)

Абсолютная механическая (деформационная) работа в координатах рvизображается как площадь под кривой (прямой) процесса по отношению к оси v.

А_пол - полезная работа. А_пол–это работа, которая может быть «передана» другой системе. В координатах рv работаА_пол изображается как площадь под кривой (прямой) процесса, но по отношению к оси р

U, -удельная внутренняя энергия системы.

Внутренняя энергия складывается из кинетической энергии по­ступательного, колебательного и вращательного движения молекул, потенциальной энергии межмолекуляр­ного взаимодействия, а также химической и атомной энергию.

Полнаяэнергию системы:

E = E _кин + E _p + U

гдеE _кин, E _p- кинетическая и потенциальная энергия,соответственно.

В термодинамике все результаты даются для случая, когдаE_кин = 0,E_p = 0 и,соответственно, полная энергия системы равна внутренней,:

E = U.

Обратимыми называются процессы, в которых система и окружающая среда проходят через одни и те же состояния как при прямом, так и при обрат­ном направлении.

При слабом возмущении значения термодинамических параметров по всему объёму системы будут практически одинаковыми, как при равновесии, поэтому взаимо­действия при малых возмущениях называются равновесными, а процессы, протекающие при этом, являются квазистатическими. В таких процес­сах системы как бы проходят через непрерывную цепь состояний рав­новесия. Время, как параметр, в силу квазистатичности в уравнениях классической термодинамики не фигу­рирует.