Ф изика термодинамика бля лекции и вопросы / OF3_2_Pervoe_nachalo_termodinamiki_mini

Внутренняя энергия

(Internal energy)

Внутренняя энергия

(Internal energy)

Полная энергия термодинамической системы

состоит из механической энергии системы и внутренней энергии системы.

Внутренняя энергия термодинамической системы

– сумма всех видов кинетической и потенциальной энергии всех составных частей системы.

Часто, употребляя понятие внутренней энергии, имеют в виду не полную энергию данной системы, а только ту её часть, которая участвует и изменяется в рассматриваемых явлениях (также называемую термодинамической частью внутренней энергии).

Термодинамические процессы на диаграмме p–V

Внутренняя энергия

(Internal energy)

Термодинамическая часть внутренней энергии системы при переходе системы из начального состояния 1 в конечное состояние 2 зависит только от параметров системы, т. е. от давления, объёма и температуры, но не зависит от способа перевода системы из одного состояния в другое.

Изменить внутреннюю энергию системы можно тремя способами:

•совершая работу внешними силами;

•передавая некоторую теплоту;

•путём обмена веществом.

Макроскопическая работа внешних сил и теплота – это способы изменения энергии и её передачи от одной системы к другой. Энергия характеризует состояние системы и является функцией состояния. Теплота и работа характеризуют происходящие процессы.

Internal energy U

(Внутренняя энергия U)

U= 3 NkT = N m c2

2 2

Открытая термодинамическая система: газ в цилиндре с поршнем

Работа в термодинамике

(Thermodynamic work)

Работа в термодинамике W – одна из форм обмена энергией (наряду с теплотой) термодинамической системы (физического тела) с окружающими телами или количественная характеристика преобразования энергии в физических процессах, зависит от вида процесса; работа системы положительная, если она отдаёт энергию, и отрицательная, если получает. Работа W является функцией процесса, а не состояния. Поэтому работу нельзя выразить в виде разности двух значений какого-либо параметра в конечном и начальном состояниях. Для достаточно малых значений W используют обозначение δW.

Внешняя работа

(External work)

Внешняя работа – работа, которую совершают силы, приложенные системой к окружающим телам.

Эта работа может быть и положительной и отрицательной. Например, если газ, заключённый в цилиндре с поршнем, расширяется, то сила давления, приложенная со стороны газа к внешнему телу – поршню, совершает положительную работу.

При сжатии газа сила давления на поршень совершает отрицательную работу, так как эта сила действует в направлении, обратном движению поршня (в этом случае положительную работу совершают внешние силы, действующие на систему).

Работа, выполняемая системой с изменением внешних параметров, производится за счёт изменения (уменьшения) её внутренней энергии.