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

61916. МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ НА УРОКАХ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ И РАЗЛИЧНЫХ СПОРТИВНЫХ МЕРОПРИЯТИЯХ 122.13 KB
  Расходуются средства на оплату труда всем специалистам вовлеченным в этот процесс на лечение и реабилитацию пострадавшего. После оказания первой доврачебной помощи следует направить пострадавшего в лечебное учреждение или сообщить в соответствующий отдел здравоохранения. Порядок действий в случае если учащийся во время учебного процесса получил травму: а оказать первую медицинскую помощь; б доставить пострадавшего в лечебное учреждение; в немедленно сообщить о несчастном случае руководителю учреждения дежурному администратору и...
61917. Метод проектов на уроках иностранного языка 23.64 KB
  Как уже говорилось в основе проекта лежит какая-либо проблема. 4 Структурирование содержательной части проекта с указанием поэтапных результатов и распределением ролей; 5 Использование исследовательских методов: определение проблемы вытекающих из нее задач исследования...
61918. ВИКОРИСТАННЯ МЕТОДУ ПРОЕКТУ НА УРОКАХ ІСТОРІЇ ЯК ЗАСОБУ ФОРМУВАННЯ КЛЮЧОВИХ КОМПЕТЕНТНОСТЕЙ УЧНІВ У НАВЧАЛЬНО-ВИХОВНОМУ ПРОЦЕСІ 32.61 KB
  При використанні методу проекту виникає ситуація коли для вчителя велику цінність становить не сам результат хоча й він важливий а ставлення учня до матеріалу бажання не тільки вивчити його довідатись щось нове але й здатність реалізувати себе в пізнавальній діяльності досягти бажаного.
61919. Заправочные супы 17.77 KB
  Образовательные задачи урока: Обеспечить в ходе урока закрепление классификации супов значение супов качественных требований общих правил при приготовлении заправочных супов.
61920. Обрывная аппликация из бумаги на бумажной основе 39.37 KB
  Вводная часть а Беседа Учитель: Рассмотрите работы представленные на слайде слайд 2. Это очень древний вид искусства интересный вид художественной деятельности когда из кусочков кожи ткани или бумаги вырезают фигурки а затем наклеивают на основу...
61921. Методическое содержание урока иностранного языка 14.42 KB
  Особенность урока ИЯ заключается в том что он не самостоятельная единица учебного процесса а звено в цепи уроков. Основа для построения урока это совокупность научных положений определяющих его особенности структуру логику и приемы работы.