74783

Внутренняя энергия системы. Внутренняя энергия идеального газа. Первое начало термодинамики. Примеры

Доклад

Физика

Таким образом, можно говорить о двух формах передачи энергии от одних тел к другим: в форме работы и в форме теплоты. Энергия механического движения может превращаться в энергию теплового движения и наоборот.

Русский

2015-01-05

35.5 KB

1 чел.

23.Внутренняя энергия системы. Внутренняя энергия идеального газа. Первое начало термодинамики. Примеры.

Первое начало термодинамики

некоторая система (газ, заключенный в цилиндр под поршнем), 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. Количество теплоты считается положительным, когда оно подводится к системе, а работа — положительной, когда система совершает ее против внешних сил. Опыт показывает, что в соответствии с законом сохранения энергии при любом способе перехода системы из первого состояния во второе изменение внутренней энергии U=U2–U1 будет одинаковым и равным разности между количеством теплоты Q, полученным системой, и работой А, совершенной системой против внешних сил:

или

  (51.1)

Уравнение (51.1) выражает первое начало термодинамики: теплота, сообщаемая системе, расходуется на изменение ее внутренней энергии и на совершение ею работы против внешних сил. Выражение (51.1) в дифференциальной форме будет иметь вид

или в более корректной форме

(51.2)

где dU бесконечно малое изменение внутренней энергии системы, A элементарная работа, Q бесконечно малое количество теплоты. В этом выражении dU является полным дифференциалом, а A и Q таковыми не являются. В дальнейшем будем использовать запись первого начала термодинамики в форме (51.2).

Из формулы (51.1) следует, что в СИ количество теплоты выражается в тех же единицах, что работа и энергия, т. е. в джоулях (Дж).

Если система периодически возвращается в первоначальное состояние, то изменение ее внутренней энергии U=0. Тогда, согласно первому началу термодинамики,

т. е. вечный двигатель первого рода — периодически действующий двигатель, который совершал бы бóльшую работу, чем сообщенная ему извне энергия, — невозможен (одна из формулировок первого начала термодинамики).

Внутренняя энергия системы может изменяться в результате различных процессов, например, совершения над системой работы и сообщения ей количества теплоты.

Таким образом, можно говорить о двух формах передачи энергии от одних тел к другим: в форме работы и в форме теплоты. Энергия механического движения может превращаться в энергию теплового движения и наоборот. При этих превращениях должен соблюдаться закон сохранения и превращения энергии, чем, по существу, применительно к термодинамическим процессам и является первое начало термодинамики, установленное в результате обобщения многовековых опытных данных.

в идеальном газе взаимная потенциальная энергия молекул равна нулю (молекулы между собой не взаимодействуют), то внутренняя энергия, отнесенная к одному молю газа, будет равна сумме кинетических энергий Na молекул:

(50.1)

Внутренняя энергия для произвольной массы т газа.

где М — молярная масса, — количество вещества


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

79564. Россия в мировом человеческом сообществе. Факторы самобытности Русской истории 20.08 KB
  Факторы самобытности Русской истории. В отечественной и мировой историографии существуют три основные точки зрения на проблему особенностей русской истории. Сторонники первой из них придерживающиеся концепции однолинейности мировой истории считают что те или иные особенности российской истории проявляются как отсталость России и русских.Историкипрофессионалы придерживаются термина отсталости России Сторонники второго подхода к изучению русской истории исходят из концепции многолинейности исторического развития.
79565. Специфика цивилизаций Древнего Востока и Античности 20.74 KB
  Постижение высшего сакрального смысла а не реализация конкретных целей главная ценность бытия народов Востока. Общества Востока построены на принципах коллективизма.
79566. Место средневековья во всемирном историческом процессе 20.93 KB
  Основой феодального строя считался такой способ производства материальных благ при котором земля главное средство производства находится в собственности крупных землевладельцев эксплуатирующих труд зависимых от них крестьян ведущих свое хозяйство на землях принадлежащих землевладельцам. характеризовался расцветом феодального способа производства; появлением и развитием городов положивших начало формированию светской городской культуры; образованием централизованных монархий с сословным представительством. состояло в разложении...
79567. Формирование Древнерусской государственности. Принятие христианства и его влияние на дальнейшее развитие страны 21.69 KB
  Крещение Руси введение в Киевской Руси христианства как государственной религии осуществлённое в конце X века в 988 году князем Владимиром Святославичем. Утверждение христианства на Руси в качестве государственной религии оказало большое влияние на разные сферы общественной и духовной жизни страны. Ускорилось изживание местных племенных различий в отдельных областях Руси и формирование древнерусской народности с единым языком культурой этническим самосознанием. Ликвидация местных языческих культов также способствовала дальнейшей...
79568. Эволюция древнерусской государственности в 11-12 веках. Международные связи древнерусских земель 22.14 KB
  князья перестают признавать власть киевского князя. Их князьям подчинялись князья чьи владения уделы входили в состав крупных земель. Южные князья во главе со Святославом Киевским нанесли им несколько поражений но в 1185 г. Международные отношения: Ярослав Мудрый 10191054 в 1036 году наголову разгромил печенегов которые стали служить русским князьям или откочевали в Венгрию.
79569. Борьба народов Руси с иноземными захватчиками в 13 веке 19.54 KB
  ведомые Батыем вторглись на Русь. Русь платила ей дань десятину от которой освобождалась лишь церковь и поставляла воинов. Ордынцы вмешивались в распри князей и многократно разоряли Русь.
79570. Гражданское воспитание подростков на уроках географии 266 KB
  Изучить психолого-педагогическую и методическую литературу по рассматриваемой проблеме. Разработать и опробовать совокупность уроков географии, направленных на гражданское воспитание подростков. Составить рекомендации педагогам по гражданскому воспитанию на уроках географии.
79571. WHAT IS AN ELECTRIC CURRENT 29.21 KB
  WHT IS N ELECTRIC CURRENT The question is often sked: Wht is n electric current No one hs ever seen it. We only know of the existence of current owing to its effects. current cn het conductor it cn hve chemicl ction when pssing through solution or it cn produce mgnetic effect. We cn mesure currents by observing their heting chemicl or mgnetic effects.
79572. PEACEFUL ATOMS 31.36 KB
  Achievements in studying atom structure have opened up new, practically unlimited possibilities to humanity for further mastering natures forces. The discovery of atomic energy provides as profound effect for the benefit of civilization as the discovery of fire and electricity.