Внутренняя энергия и способы её изменения. 1-ый закон термодинамики

Каждое тело имеет вполне определенную структуру, оно состоит из частиц, которые хаотиче­ски движутся и взаимодействуют друг с другом, по­этому любое тело обладает внутренней энергией.

Внутренняя энергия — это совокупность кинетической и потенциальной энергий.

Кинет.энергия молекул зависит от скорости движения, а скорость движения молекул зависит от температуры. Потенциальная энергия молекул зависит от расстояния между ними, а следовательно от занимаемого объема. Поэтому внутреннюю энергию любой термодинамической системы можно считать как функцию зависящую от температуры и объема.

U(T, V). U= RT

Существуют два способа изменения внутрен­ней энергии: теплопередача и совершение механи­ческой работы (например, нагревание при трении или при сжатии, охлаждение при расширении).A=P(V₂-V₁)

Теплопередача — это изменение внутренней энергии без совершения работы: энергия передается от более нагретых тел к менее нагретым.

Мерой переданной энергии при теплопередаче яв­ляется количество теплоты (Q).

Q=cm(t₂-t₁)

1-й закон ТД.

В неизолированной ТД сисеме изменение внутренней энергии равно сумме количества теп­лоты, переданной системе, и работы, внешних сил, совершенной над системой.

∆ U= Q + А,

где ∆ U— изменение внутренней энергии, Q — количество теп­лоты, переданной системе, А — работа внешних сил.

Если система сама совершает работу, то ее условно обозначают А'. Тогда первый за­кон термодинамики, можно записать так:

∆ U = Q -  Α'.

Из 1-го закона ТД следует невозможность создания вечного двигателя.

Α' = Q - ∆ UЛюбая машина может совершать работу, либо за счет получения из вне количества теплоты, либо за счет уменьшения собственной внутренней энергии