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

31020. Опека и попечительство 225.79 KB
  Понятие и задачи опеки и попечительства.Полномочия и ответственность органов опеки и попечительства. Прекращение опеки и попечительства. В этих случаях он нуждается в посторонней помощи оказание которой и является целью установления опеки или попечительства.
31021. Алан Купер об интерфейсе. Основы проектирования взаимодействия 2.21 MB
  Проектирование ориентированное на цели 38 Цифровым продуктам необходимы более качественные методы проектирования 33 Эволюция проектирования в промышленности 41 Планирование и проектирование поведения 43 Выявление целей пользователей 44 Целеориентированный процесс проектирования 48 2. Новички эксперты и середняки 73 Вечные середняки 73 Проектирование для пользователей с различной подготовкой 76 4. Как понять пользователей: качественные исследования 81 Качественные н количественные исследования 81 Этнографические интервью: интервьюирование и...
31022. Народные движения 17-18в – городские бунты 17в, восстание Степана Разина, восстания Петровской эпохи, Пугачевщина. Причины, характер, особенности, хронология, итоги 31 KB
  Народные движения 1718в –городские бунты 17в восстание Степана Разина восстания Петровской эпохи Пугачевщина. Восстание было подавлено. В 1666 состоялось восстание под предводительсвом Василия Уса. В 1705 произошло восстание в Астрахани.
31023. Реформы и преобразования Петра1 29 KB
  Реформы и преобразования Петра1. Петром была создана регулярная армия. Появились посесионные крестьянекоторых купили для работы на заводе и приписныеПетр сам приписал их к мануфактурам Правительство увеличило налоги налоги брали с чего можно было с бани с окон разделены монастырские вотчины на определенные и заопределнныебрали налог перечеканка денег власть получила 2 млн рубликов но курс рублика снизился вдвое выросли цены на товар в 17081710 Россия была поделена на 8 губерниймосковская Питерская и прочие в 1711...
31024. Внешняя политика Петра 1 28.5 KB
  Вместо борьбы с Турцией за южные моря Россия начала борьбу со Швецией намереваясь отвоевать потерянные в Смутное время русские владения у Финского залива. В 1700 русские объявили шведам войну. После в Прибалтике началась малая война русские и шведы вели бои местного назначения. В 1710 русские захватили Ригу Таллин Выборг.
31025. Внешняя и внутренняя политика России 1725 – 1796 18.91 KB
  Екатерина –золотой век русского дворянства просвещенная монархия. 1733 – 1735 – польская кампания поддерживали Августа III 1735 – 1739 – русскотурецкая война 1736 – захват русскими Азова действия войск в Крыму 1737 – взятие крепости Очаков Сентябрь 1739 – Белградский мир между Россией и Турцией 1741 – 1743 – Русскошведская война началась по инициативе шведов 1743 – Абоский мир 1756 – 1763 – Семилетняя война 1757 – Россия вступает в войну победа в сражении при ГроссЕгерсдорфе Апраксин 1758 – взятие Кенигсберга Цорндорф...
31026. Внешняя политика в царствование Александра I 20.61 KB
  Участие России в 3й 1805 и 4й 1806 антинаполеоновских коалициях Переговоры России и Франции в г. Тильзит 1807 Русско – шведская война 1808 – 1809 Переговоры России и Франции в г. По его условиям: А Финляндия в состав России как Великое княжество с широкой автономией БШвеция обязывалась порвать союз с Англией и присоединиться к континентальной блокаде. 25 декабря – издание Манифеста о полном изгнании противника из пределов России Янв – март 1813 – освобождение Пруссии русской армией Лето 1813 – образование 6...
31027. Основные направления внутр. И внешней политики Николая 1 552.1 KB
  Один из самых реакционных правителей России. – III отделению передают корпус жандармов; страна поделена на несколько жандармских округов в России создана эффективная полицейская система. Консерватор трезво смотрящий на экономику России. Долг России после войны – 102 млн.