20. Внутренняя энергия, энтальпия, энтропия.

Ответ. Внутренняя энергия систем – это полная энергия системы, состоящая из кинетической и потенциальной энергии. Кинетическая энергия – энергия движения; потенциальная энергия – энергия взаимодействия тел, т.е. притяжения и отталкивания частиц. U – внутренняя энергия. Любая система обменивается с внешней средой тепловой (Q) и механической (А) энергией, при этом происходит ее переход из первого состояния во второе. ∆U = U2 - U1, где U2 – конечное состояние, U1 – начальное состояние. ∆U = Q + A - т.е. кол-во энергии, которое выделяется или поглощается системой (Q + A) равняется изменению полной энергии системы. Энтальпия (Н) — это свойство вещества, указывающее количество энергии, которую можно преобразовать в теплоту. Энтальпия — это термодинамическое свойство вещества, которое указывает уровень энергии, сохранённой в его молекулярной структуре. Это значит, что, хотя вещество может обладать энергией на основании температуры и давления, не всю её можно преобразовать в теплоту. Часть внутренней энергии всегда остаётся в веществе и поддерживает его молекулярную структуру. Часть кинетической энергии вещества недоступна, когда его температура приближается к температуре окружающей среды. Следовательно, энтальпия — это количество энергии, которая доступна для преобразования в теплоту при определенной температуре и давлении. Единицы энтальпии — джоуль для энергии и Дж/кг для удельной энергии. Энтальпия или энергия расширенной системы Е равна сумме внутренней энергии газа U и потенциальной энергии поршня с грузом Eпот = pSx = pV /// H = E = U + pV. Таким образом, энтальпия в данном состоянии представляет собой сумму внутренней энергии тела и работы, которую необходимо затратить, чтобы тело объёмом V ввести в окружающую среду, имеющую давление р и находящуюся с телом в равновесном состоянии. Энтальпия системы H — аналогично внутренней энергии — имеет вполне определенное значение для каждого состояния: ΔH = H2 − H1. Если система каким-либо путём возвращается в исходное состояние (круговой процесс), то изменение любого её параметра равно нулю, а отсюда ΔU = 0 и ΔH = 0. Энтропия - понятие, впервые возникшее в термодинамике как мера необратимого рассеяния энергии. Энтропию относят к определенным условиям – t = 25о; p = 101,325 кПа, T = 298. Энтропия (S (Дж/К)) связана с числом (W) равновероятных микроскопических состояний, которыми можно реализовать данное макроскопическое состояние системы, уравнением S=k*lgW. Где K- коэффициент пропорциональности. Наименьшую энтропию имеют идеально правильно построенные кристаллы при абсолютном нуле. Энтропия кристалла, который имеет какие-либо неправильности несколько больше. С повышением температуры энтропия всегда возрастает, так же возрастает при превращении вещества из кристаллического состояния в жидкое, и в особенности при переходе из жидкого состояния в газообразное. Энтропия зависит только от состояния системы. Но связь изменения энтропии с теплотой зависит от способа проведения процесса – от его скорости. Если процесс проходит обратимо и при постоянной температуре: Изменение S = Q(обр)/T, где Q(обр) - кол-во теплоты, T- абсолютная температура.