Поделиться
ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ И РАБОТА ГАЗА.pptx
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Саратовской области Петровский агропромышленный лицей
ФИЗИКА
ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ И РАБОТА ГАЗА
Одним из важнейших понятий термодинамики
является внутренняя энергия тела. Все
макроскопические тела обладают энергией,
заключенной внутри самих тел. С точки зрения
молекулярно-кинетической теории внутренняя
энергия вещества складывается из кинетической
энергии всех атомов и молекул и потенциальной
энергии их взаимодействия друг с другом. В
частности, внутренняя энергия идеального газа
равна сумме кинетических энергий всех частиц газа,
находящихся в непрерывном и беспорядочном
тепловом движении. Отсюда вытекает закон Джоуля,
подтверждаемый многочисленными экспериментами.
Внутренняя энергия идеального газа зависит
только от его температуры и не зависит от
объема.
Молекулярно-кинетическая теория
приводит к следующему выражению для
внутренней энергии одного моля идеального
одноатомного газа (гелий, неон и др.), молекулы
которого совершают только поступательное
движение:
Основные формулы
Поскольку потенциальная энергия взаимодействия
молекул зависит от расстояния между ними, в
общем случае внутренняя энергия U тела зависит
наряду с температурой Tтакже и от объема V:
U = U (T, V).
Таким образом, внутренняя энергия U тела
однозначно определяется макроскопическими
параметрами, характеризующими состояние
тела. Она не зависит от того, каким путем было
реализовано данное состояние. Принято говорить,
что внутренняя энергия является функцией
состояния.
Внутренняя энергия тела может изменяться, если
действующие на него внешние силы совершают
работу (положительную или отрицательную).
Например, если газ подвергается сжатию в
цилиндре под поршнем, то внешние силы
совершают над газом некоторую положительную
работу A'. В то же время силы давления,
действующие со стороны газа на поршень,
совершают работу A = –A'.
Если объем газа изменился на малую
величину ΔV, то газ совершает работу pSΔx = pΔV,
где p – давление газа, S – площадь поршня, Δx –
Процессы, изображенные на рисунке, можно провести и
в обратном направлении; тогда работа A просто изменит
знак на противоположный. Процессы такого рода,
которые можно проводить в обоих направлениях,
называются обратимыми
Работа численно равна площади под графиком процесса
на диаграмме (p, V). Величина работы зависит от того,
каким путем совершался переход из начального
состояния в конечное. На рисунке изображены три
различных процесса, переводящих газ из состояния (1) в
состояние (2). Во всех трех случаях газ совершает
различную работу.
Материалы на данной страницы взяты из открытых источников либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.
