« Füüsika - 10. klass »
Termilisi nähtusi võib kirjeldada väärtuste abil (makroskoopiliste parameetrite abil), mõõdetuna instrumentidega, näiteks rõhumõõturi ja termomeetri abil. Need seadmed ei reageeri üksikute molekulide mõjudele. Termiliste protsesside teooria, milles nimetatakse keha molekulaarse struktuuri arvesse termodünaamika. Termodünaamikas loetakse protsesse soojuse muundamise osas teistesse energiatüübisse.
Mis on sisemine energia.
Milliseid viise sisemise energia muutmiseks sa tead?
Termodünaamika loodi XIX sajandi keskel. Pärast energia säilitamise seaduse avamist. See põhineb kontseptsioonil sisemine energia. Nimi "Sisemine" hõlmab süsteemi arvestamist liikuvate ja interakteevate molekulide ansambli kujul. Olgem elada küsimusele, milline ühendus on termodünaamika ja molekulaarse kineetilise teooria vahel.
Termodünaamika ja statistiline mehaanika.
Esimene termoprotsesside teaduslik teooria ei olnud molekulaarne kineetiline teooria, vaid termodünaamika.
Termodünaamika toimus optimaalsete tingimuste uurimisel soojuse töötamiseks. See juhtus XIX sajandi keskel, kaua enne molekulaarse kineetilise teooria oli universaalne tunnustamine. Samal ajal tehti tõestati, et koos mehaanilise energiaga omavad makroskoopilised organid ka tel ise ümbritsetud energiat.
Nüüd teaduse ja tehnoloogia uuringu soojusnähtuste uurimisel kasutatakse nii termodünaamikat kui ka molekulaarse kineetilist teooriat. Teoreetilises füüsika, molekulaarse kineetilise teooria nimetatakse statistiline mehaanika
Termodünaamika ja statistilise mehaanika uuritakse erinevate meetoditega üksi ja sama nähtusi ja üksteist vastastikku täiendavad.
Termodünaamiline süsteem Mida nimetatakse interakteeruvate kehade kombinatsiooniks, mis vahetavad energiat ja ainet.
Molekulaarse kineetilise teooria sisemine energia.
Termodünaamika peamine kontseptsioon on sisemise energia mõiste.
Sisemine kehaenergia energia (Süsteemid) on molekulide kaootilise termilise liikumise kineetilise energia summa ja nende interaktsiooni potentsiaalne energia.
Keha mehaaniline energia (süsteem) tervikuna ei kuulu siseenergiasse. Näiteks siseneva energia gaaside kahes identses anumas võrdsetes tingimustes on sama sõltumata liikumisest laevade ja nende asukoha võrreldes üksteisega.
Arvutage keha sisemine energia (või selle muutuse), võttes arvesse üksikute molekulide liikumist ja nende positsiooni üksteise suhtes, peaaegu võimatu makroskoopilistes kehades suure hulga molekulide tõttu. Seetõttu on vaja kindlaks teha sisemise energia (või selle muutuse) väärtus sõltuvalt makroskoopilistest parameetritest, mida saab otseselt mõõta.
Täiusliku ühe adamendi gaasi sisemine energia.
Arvutame täiusliku ühe nominaalse gaasi sisemise energia.
Ideaalse gaasimolekuli mudeli kohaselt ei vasta üksteisega üksteisega suhelda, seetõttu on nende interaktsiooni potentsiaalne energia null. Täiusliku gaasi kogu sisemine energia määrab selle molekulide ebaühtlase liikumise kineetilise energiaga.
Ideaalse ühe tuumaasgaasi sisemise energia arvutamiseks peame korrutama ühe aatomi keskmise kineetilise energia aatomite arvule. Arvestades, et KN A \u003d R, saame ideaalse gaasi sisemise energia valemi:
Ideaalse ühe tuuma gaasi sisemine energia on otseselt proportsionaalne selle absoluutse temperatuuriga.
See ei sõltu mahust ja teistest makroskoopilistest süsteemide parameetritest.
Ideaalse gaasi sisemise energia muutmine
s.o määrab gaasi alg- ja lõpptulemuste temperatuurid ja ei sõltu protsessist.
Kui täiuslik gaas koosneb keerukamatest molekulidest kui ühe nime, on selle sisemine energia proportsionaalne absoluutse temperatuuriga, kuid proportsionaalsuse koefitsient u ja t vahel on teine. Seda seletab asjaolu, et keerulised molekulid mitte ainult liikuvad järk-järgult, vaid ka pöörlevad ja kõikuvad nende tasakaalu sätetega võrreldes. Selliste gaaside sisemine energia on võrdne molekulide translatsiooni-, pöörlemis- ja ostsillatoorse liikumise summaga. Sellest tulenevalt on polühüdrihilise gaasi sisemine energia suurem kui ühe osoomi gaasi energia samal temperatuuril.
Makroskoopiliste parameetrite sisemise energia sõltuvus.
Leidsime, et täiusliku gaasi sisemine energia sõltub ühest parameetrist - temperatuurist.
Real gaasid, vedelikud ja tahkete kehade keskmine potentsiaalne energia interaktsiooni molekulide ei ole võrdne nulliga. Tõsi, gaaside puhul on see palju väiksem kui molekulide keskmine kineetiline energia, kuid tahkete ja vedelate kehaste puhul on sellega võrreldavad.
Gaasimolekulide interaktsiooni keskmine potentsiaalne energia sõltub aine mahust, kuna mahu muutused muutuvad molekulide keskmine vahemaa. Järelikult sõltub termodünaamika sisene gaasi sisemine energia üldiselt koos temperatuuriga T ja mahus V.
On võimalik, et sisemine energia reaalgaasi sõltub surve, mis põhineb asjaolul, et rõhku saab väljendada läbi temperatuuri ja gaasi mahu.
Makroskoopiliste parameetrite väärtused (temperatuur T maht V, jne) väärtused määrasid üheselt tel. Seetõttu määravad nad makroskoopiliste organite sisemise energia.
Makroskoopiliste kehade sisemine energia Unikaalselt määravad nende kehade seisundi iseloomustavad parameetrid: temperatuur ja maht.
Mis tahes kehaosakesed - aatomid või molekulid - tehke kaootiline lakkamatu liikumine (nn soojusliiklus). Seetõttu on iga osakest kineetiline energia.
Lisaks suhtlevad aine osakesed üksteisega elektrilise atraktsiooni ja tõrjutuse jõud, samuti tuumajõudude kaudu. Seetõttu on kogu selle asutuse osakeste süsteem ka potentsiaalne energia.
Osakeste soojuse liikumise kineetiline energia ja nende suhtlemise potentsiaalne energia koos moodustavad uue tüüpi energiat, mis ei ole organismi mehaaniline energia (st keha liikumise kineetiline energia kogu ja potentsiaal) energia omavahel teiste asutustega). Seda tüüpi energiat nimetatakse sisemiseks energiaks.
Keha sisemine energia on selle osakeste termilise liikumise täielik kineetiline energia ja nende suhtlemise potentsiaalne energia omavahel.
Termodünaamilise süsteemi sisemine energia on süsteemi sisemiste energiate summa.
Seega moodustab keha sisemine energia järgmised tingimused.
1. kehaosakeste pideva kaootilise liikumise kineetiline energia.
2. Molekulide interaktsioonide jõudude potentsiaalne energia (aatomid).
3. Elektroni energia aatomites.
4. Esialgne energia.
Aine lihtsaima mudeli puhul - täiuslik gaas - sisemise energia jaoks on võimalik saada ilmset valemit.
Täiuslike gaasikasakeste interaktsiooni potentsiaalne energia on null (me mäletame, et ideaalse gaasi mudeli meenutame osakeste interaktsiooni kaugusel). Seetõttu vähendatakse ühe osoomi ideaalse gaasi sisemist energiat translatsiooni kogu kineetilisele energiale (polühüdrilise gaasiga, on vaja veel arvesse võtta molekulide rotatsiooni ja aatomite kõikumiste pöörlemist selle aatomite molekulide sees. Seda energiat võib leida, korrutatakse ühe aatomi keskmise kineetilise energiaga gaasiaatomite arvu järgi:
Me näeme, et täiusliku gaasi sisemine energia (selle mass ja keemiline koostis on muutumatuna) funktsioon ainult selle temperatuuri funktsioon. Tõelises gaasis, vedelas või tahkes korpuses sõltub sisemine energia mahust - ju mahust, muutuste muutustega, osakeste vastastikust paigutust ja selle tulemusena potentsiaalset energiat.
Sisemise energia kõige olulisem vara on see, et see on olekufunktsioon Termodünaamiline süsteem. Nimelt määrab sisemine energia kindlasti süsteemi iseloomustav makroskoopiliste parameetrite kogum ja see ei sõltu süsteemi "eelajaloolisest", st Sellest, millist riiki oli süsteem enne ja kui konkreetne see oli selles riigis.
Seega määratakse süsteemi ühest olekust ühest riigist teise muutmise ajal oma sisemise energia muutuseni ainult süsteemi esialgse ja lõpu seisuga. ei sõltu Ülemineku teelt algsest riigist lõplikuni. Kui süsteem naaseb algse olekusse, siis on selle sisemise energia muutus null.
Kogemused näitavad, et keha sisemise energia muutmiseks on vaid kaks võimalust:
Mehaanilise töö tegemine;
Soojusülekanne.
Lihtsamalt panna, kuumutage veekeetja ainult kaks põhimõtteliselt erinevat võimalust: hõõruge see midagi või tulekahju :-) kaaluge neid meetodeid üksikasjalikumalt.
Kui töö toimub üle Keha, keha sisemine energia suureneb.
Näiteks küünte pärast selle mõju sellele kuumutatakse ja veidi deformeerunud. Kuid temperatuur on kehaosakeste keskmise kineetilise energia mõõt. Küünide küte tunnistab oma osakeste kineetilise energia suurenemist: tegelikult kiirendavad osakesed haamri löökist ja küünte hõõrdumisest plaadil.
Deformatsioon ei ole midagi muud kui osakeste nihkumine üksteise suhtes; Nail pärast mõju kogeb kokkusurumise deformatsiooni, selle osakesed tulevad lähemale, tõrjutuse jõud kasvab nende vahel ja see toob kaasa küünte osakeste potentsiaalse energia suurenemise.
Niisiis suurenes küünte sisemine energia. See oli tulemus komisjoni töö - töö tegi haamri ja tugevuse hõõrdumise juhatuse.
Kui töö toimub sampim Keha, keha sisemine energia väheneb.
Lase näiteks kokkusurutud õhk soojusisolatsiooniga anumas kolvi all laieneb ja tõstab mõningaid lasti, muutes tööd (soojusisolatsiooniga anumasse protsessi adiabatu. Me uurime adiabaatilist protsessi termodünaamika esimese õiguse kaalumisel). Sellise protsessi ajal jahutatakse õhk - selle molekulid, lööb pärast liikuvat kolvi, anna talle osa tema kineetilisest energiast. (Nii nagu jalgpallija mängija, peatades jala kiiresti lendavad palli, teeb selle alates Palli ja kustutab selle kiiruse.) Sellest sai õhu sisemine energia vähenemine.
Seega teeb õhk töö oma sisemise energia arvelt: kuna laev on termiliselt isoleeritud, ei ole ühtegi välistest allikatest õhu sissevoolu ja energia tegemiseks energiat saab ainult oma varudest .
Soojusülekanne on protsessi üleminekul siseenergia kuumem keha jahedam, mis ei ole seotud komisjoni mehaanilise töö.. Soojusülekannet võib läbi viia kas keha otsese kokkupuute või vahepealse keskkonna kaudu (ja isegi vaakumi kaudu). Soojusülekanne nimetatakse tagasi soojusvahetus.
Kolm tüüpi soojusülekande eristatakse: soojusjuhtivus, konvektsioon ja termilise kiirguse.
Nüüd me vaatame neid üksikasjalikumalt.
Kui raudavarras imeda üks ots tulekahju, siis nagu me teame, siis ei hoia seda käes. Kõrge temperatuuri leidmine, rauast aatomid hakkavad intensiivsemalt kõikuma (see tähendab, et nad omandavad täiendava kineetilise energia) ja nad põhjustavad oma naabritega tugevamat puhumist.
Kineetiline energia naaber aatomite kasvab ka ja nüüd need aatomid aru täiendava kineetilise energia oma naabritega. Nii et saidilt sektori soojust levib järk-järgult vardale - lõpuks lõpuni meie käsi. See on termiline juhtivus (joonis 1) (pildi haridusElektronicusa.com).
Joonis fig. 1. Soojusjuhtivus
Termiline juhtivus on sisemise energia ülekandmine keha soojendusega osadest vähem kuumutatud kehaosakeste termilise liikumise ja interaktsiooni tõttu.
Erinevate ainete termiline juhtivus on erinev. Kõrge soojusjuhtivus on metall: parimad soojuse juhtmed on hõbe, vask ja kuld. Vedelike soojusjuhtivus on palju väiksem. Gaasid on soojuse nii halb, et juba kuue isolaatorid kuuluvad: gaaside molekulid pika vahemaade tõttu üksteisega nõrgalt suhelda. Seepärast on Windowsis valmistatud kaks raamid: õhukiht takistab soojuse hooldamist).
Halb soojusjuhtmed on seega poorsed kehad - nagu telliskivi, puuvillavill või karusnahk. Need sisaldavad õhku oma poorides. Pole ime, et telliskivihooneid peetakse kõige soojaks ja külmades, kannavad inimesed karusnahast mantlid ja jakid, millel on kerge või sünteesi kihiga.
Aga kui õhk teeb soojust nii halvasti, siis miks see akutoast soojeneb?
See on tingitud muust tüüpi soojusülekandekonvektsioonist.
Konvektsioon on vedelike või gaaside sisemise energia ülekandmine voolude ringluse tagajärjel ja aine segamine.
AINUKOHA Aku lähedal soojendab ja laiendab. Selle õhu käes tegutsev tugevus jääb samaks ja välise õhu väljatõmbamise võimsus suureneb, nii et soojendusega õhk hakkab ülemmäära üles panema. See on külma õhuga (sama protsess, kuid palju ambitsioonikam skaala, pidevalt looduses toimub: see on see, kuidas tuul toimub), millega sama asja korratakse.
Selle tulemusena luuakse õhuringlus, mis toimib konverteerimise näide - soojuse jaotus toas toimub õhuvooluga.
Vedelikus võib täheldada täiesti sarnast protsessi. Kui paned plaadile veekeetja või vee kastrulli, tekib vee soojendus peamiselt konvektsiooni tõttu (vee soojusjuhtivuse panus on siin väga ebaoluline).
Konvektsioonivoogud õhus ja vedelik on näidatud joonisel fig. 2 (Pildid füsic.arizona.edu).
Joonis fig. 2. Konvektsioon
Tahketes organites konvektsioon puudub: osakeste suhtlusjõud on suured, osakesed kõikuvad fikseeritud ruumiliste punktide lähedal (kristalsed võrgu sõlmed) ja aine ei saa sellistes tingimustes vormistada.
Konvektsioonivoogude ringlemiseks ruumi kuumutamisel on vajalik õhu soojendamiseks see oli kuhu avada. Kui radiaator on ülemmäära alla paigaldatud, siis ei tekiks ringlus - sooja õhk nii lagi all ja jäävad. Sellepärast paigutatakse kütteseadmed alla Toad. Samal põhjusel pannakse veekeetja kohta Tulekahju, mille tulemuseks on soojendusega veekiht, tõstmine, halvem koht on külmem.
Vastupidi, konditsioneer peab asuma võimalikult kõrgeks: seejärel hakkab jahutatud õhk langema ja seda rohkem soe jõuab selle koha juurde. Ringlus läheb vastupidises suunas võrreldes voogude voolamisel ruumi soojendamisel.
Kuidas maa saada energia päikese käes? Termiline juhtivus ja konvektsioon on välistatud: me eraldame 150 miljoni kilomeetri kaugusel õhuvabas ruumis.
Kolmas tüüpi soojusülekande töötab siin - soojusekiirgus. Kiirgust võib jaotada nii aine kui ka vaakumis. Kuidas see toimub?
Tuleb välja, et elektrilised ja magnetväljad on üksteisega tihedalt seotud ja neil on üks märkimisväärne vara. Kui elektrivälja muutub aja jooksul, tekitab see magnetvälja, mis üldiselt muutub ka aja jooksul (rohkem selle kohta kirjeldatakse elektromagnetilise induktsiooni lehel). Omakorda muutuja magnetvälja genereerib vahelduva elektrivälja, mis taas genereerib muutuva magnetvälja, mis taas genereerib vahelduva elektrivälja ...
Selle protsessi arendamise tulemusena kehtib kosmoses elektromagnetiline laine - "suurenenud" üksteise elektriliste ja magnetväljade poolt. Nagu heli, on elektromagnetilistel lainetel kiiruse ja sageduse määr - sel juhul seda sagedust, millega kõhkleb väljade ulatuse ja suuna laine. Nähtav valgus on elektromagnetlainete eriline juhtum.
Elektromagnetiliste lainete paljundamise kiirus vaakumis on suur: km / s. Niisiis, maapinnast Kuule, läheb valgus veidi rohkem kui sekund.
Elektromagnetiliste lainete sagedusala on väga lai. Me räägime elektromagnetiliste lainete ulatusest üksikasjalikumalt sobiva paberiosas. Siin täheldame ainult seda, et nähtav valgus on selle skaala väike valik. Allpool on infrapunakiirguse sagedus eespool - ultraviolettkiirguse sagedus.
Meenuta nüüd, et aatomid, mis on üldiselt elektriliselt neutraalne, sisaldavad positiivselt laetud prootonite ja negatiivselt laetud elektronid. Need laetud osakesed, tekitades kaootilise liikumise koos aatomitega, luua elektriväljade muutujaid ja tekitatakse seeläbi elektromagnetilisi laineid. Neid laineid kutsutakse termiline kiirgus - meeldetuletuses, et nende allikas teenib materjali osakeste termilist liikumist.
Termilise kiirguse allikas on ükskõik milline keha. Sellisel juhul osaleb kiirgus oma sisemisest energiast. Olles täidetud teise keha aatomitega, kiirendab kiirgus neid oma võnkuva elektrivälja ja selle keha sisemist energiat suureneb. Nii me soe päikest.
Normaalsetel temperatuuridel on soojuskiirguse sagedus infrapuna vahemikus, nii et silm seda tajub (me ei näe, kuidas me "hõõguv"). Kui keha kuumutatakse, hakkavad selle aatomid kiirgama kõrgemate sageduste laineid. Raua küünte võib olla Splitken - tuua sellisele temperatuurile, et selle termiline kiirgus vabaneb nähtava vahemiku alumisse (punase) osa. Ja päike näib olevat meile kollase valge: päikese pinnal on nii suur, et kõik nähtava valguse sagedused esinevad selle kiirguse spektris ja isegi ultravioletti, tänu sellele, millele me päikesepaistet.
Vaatame kolme tüüpi soojusülekande (joon. 3) (pildid saidi Beodom.com).
Joonis fig. 3. Kolm tüüpi soojusülekande: soojusjuhtivus, konvektsioon ja kiirgus
Energia on mitmesuguste ainete liikumisvormide ühine meede. Sellest tulenevalt eristavad materjali liikumise vormid energiatüüpide vahel - mehaanilised, elektrilised, keemilised jne. Mis tahes termodünaamilise süsteemi mis tahes seisundis on mõni energiavaru, mille olemasolu tõestas R. Clausius (1850) ja sai sisemise energia nime.
Sisemine energia (U) on energia igasuguste mikrosaartikud, mis moodustavad süsteemi ja energia omavahel omavahel.
Sisemine energia koosneb osakeste translatsiooni-, pöörlemis- ja ostsillatoorse liikumise energiast, ühevaheliste ja intramolekulaarsete interaktsioonide energiast jne.
Intramolekulaarse interaktsiooni energia, st. Aatomite koostoime energia molekuli kutsutakse sageli keemiline energia . Selle energia muutmine toimub keemilistes transformatsioonides.
Termodünaamilise analüüsi puhul ei ole vaja teada, milliste asjade liikumise vormid on sisemine energia.
Siseenergia tarnimine sõltub ainult süsteemi olekust. Järelikult saab sisemist energiat pidada üheks selle riigi omadusteks par-ga selliste väärtuste, rõhu, temperatuuriga.
Iga süsteemi olek vastab iga oma omaduse rangelt määratletud väärtusele.
Kui esialgses olekus homogeenne süsteem on V1, rõhk P 1, temperatuur t 1, sisemine energia U 1, spetsiifiline elektrijuhtivus æ 1 jne, ja piiratud olekus on need omadused võrreldes V2-ga, \\ t P 2, T 2, U 2, æ 2 jne, iga kinnisvara muutmine süsteemi algsest riigist lõplikule üleminekuks on sama, olenemata sellest, kuidas süsteem liigub ühest riigist teise: Esiteks, teine \u200b\u200bvõi kolmas (riis. 1.4).
Joonis fig. 1.4 Süsteemi omaduste sõltumatus selle ülemineku teelt
tavalisest riigist teise
Need. (U 2 - U 1) i \u003d (U 2 - U 1) II \u003d (U 2 - U 1) III (1.4)
Kus on arvud I, II, III jne. Märkige protsessi teed. Seega, kui süsteemi esialgse riigi (1) lõplikus (2) lülitub ühele teele ja lõpliku alguses - teisel teel, s.o. Teostatakse ringikujuline protsess (tsükkel), iga süsteemi omaduste muutus on null.
Seega ei sõltu süsteemi olekufunktsiooni muutus protsessi teest ja sõltub ainult süsteemi alg- ja lõppriikidest. Süsteemi omaduste lõputult väike muutus on tavaliselt diferentsiaalmärk D. Näiteks on du on lõpmatu väikese muutuse sisemises energias jne.
Vastavalt asjade ja mitmesuguste energia liikumise vormide ja energiaülekande vormide vormid (energia edastamine) - koostoime vormid. Termodünaamiline uuritakse kahte energiavahetuse vormi süsteemi ja keskkonna vahel. See on töö ja soojus.
Töö.Energiavahetuse kõige visuaalsem vorm on mehaaniline töö, mis vastab materjali mehaanilisele vormile. Seda toodetakse siis, kui keha liigutatakse mehaanilise tugevuse tegevuse all. Vastavalt teiste aine liikumisvormidele eristatakse muud liiki töö: elektrilised, keemilised jne. Töö on tellitud, organiseeritud liikumise edastamise vorm, sest keha teostamisel liiguvad kehaosakesed korraldatud ühes suunas. Näiteks töö tegemine gaasi laiendamisel. Gaasimolekulid silindris kolvi all on kaootiline, korrastamata liikumises. Kui gaas hakkab kolvi liikuma, see tähendab, et mehaanilise töö tegemiseks määratakse gaasimolekulide ebaühtlasele liikumisele organiseeritud liikumine: kõik molekulid saavad kolvi liikumise suunas mõningaid ümberpaigutamist. Electric töö on seotud ka organiseeritud liikumise teatud suunas laetud osakesi.
Kuna töö on edastatud energia mõõt, mõõdetakse selle summat samades üksustes kui energiana.
Soojus. Süsteemi vastava energiavahetuse kuju nimetatakse süsteemi kaootilisele liikumisele, mis on süsteemi moodustavad soojusvahetusnimetatakse soojusvahetusele edastatud energia hulka soojus.
Soojusvahetus ei ole seotud termodünaamilise süsteemi moodustavate organite asendi muutmisega ning seisneb ühe keha molekulide otsese energia ülekandega teiste kontaktide ajal teiste molekulide molekulide järgi.
N 
puhastage isoleeritud anum (süsteem) eraldatud kaheks osaks soojuse juhtiva partitsiooni AB-ga (joonis 1.5). Oletame, et laeva mõlemas osas on gaas.
Joonis fig. 1.5. Soojuse kontseptsioonile
Laeva vasakul poolel, gaasi temperatuur T1 ja paremal 2. Kui t 1\u003e t 2, siis keskmine kineetiline energia ( 
) Laeva vasakul küljel gaasimolekulid on keskmise kineetilise energia ( 
) Laeva paremal poolel.
Molekulide pidevate kokkupõrgete tõttu anuma vasakul poolel asuva partitsiooni kohta edastatakse partitsioonimolekulid. Laeva paremas pooles asuva gaasi molekulid omandavad osa oma molekulide osast osa energiast.
Nende kokkupõrkete tõttu väheneb anuma vasakul pool molekulide kineetiline energia ja paremal - kasv; Temperatuurid T 1 ja T2 joondatakse joondatud.
Kuna soojus on mõõtejõud, mõõdetakse selle numbrit samas üksuses, mis energiat. Seega soojusvahetus ja töö on energiavahetuse vormid ja soojuse kogus ja töömaht on edastatud energia meetmed. Nende vaheline erinevus on see, et soojus on kujul kujul mikrofüüsika, ebakorrapärase osakeste (ja seega energia energia) ja töö on kujul energia ülekande tellitud, organiseeritud materjali liikumise .
Mõnikord ütlevad nad: soojus (või töö) tarnitakse või eemaldatakse süsteemist ja tuleb mõista, et see tuleks tarnida ja soojus ja töö antakse ja energia seetõttu ei ole vaja sellist tüüpi kasutada Väljendid kui "soojusvarustus" või "soojus sisaldab".
Süsteemi energiavahetuse kuju (koostoime vormide kujul) keskkonda, soojust ja töö ei saa seostada süsteemi konkreetse olekuga, ei saa nad olla selle omadused ja seetõttu selle seisundi funktsioonid. See tähendab, et kui süsteem möödub algsest riigist (1) lõplikule (2) erinevatele teedele, on soojus ja töö erinevatele üleminekuteedele erinevad väärtused (joonis 1.6)
Lõplikku soojuse ja töö lõppkogus tähistatakse Q ja A ja lõputult väikesed väärtused vastavalt ΔQ ja AA-le. ΔQ ja AA väärtused, erinevalt DU-st, ei ole täielik diferentsiaal, sest Q ja A ei ole olekufunktsioonid.
Kui protsessi protsess on ettemääratud, töö ja soojuse omandab omadusi süsteemi oleku funktsioone, st Nende numbrilised väärtused määratakse kindlaks ainult süsteemi alg- ja lõpptulemuste kaudu.
Sisemine energia Termodünaamiline. Süsteemi süsteemi riik, selle energia määrab ext. tingimus. Sisemine energia on volditud OSN-is. Kinetichist. Osakeste liikumise energia (aatomid, molekulid, ioonid, elektronid) ja energia on õiged. nende vahel (intra ja muvahel). Sisemise energia muutust mõjutavad. Süsteemi seisund välise tegevuse all. väljad; Sisemine energia hõlmab eelkõige dielektrilise polariga seotud energiat välises. Electric. Välisparagnetise välja ja magnetiseerimine välises. Magne. valdkonnas. Kinetich. Energiasüsteem tervikuna ja potentsiaalse energia tõttu tühikute tõttu. Süsteemi asukoht, sisemine energia ei lülitu sisse. Termodünaamikas määratakse ainult sisemise energia muutus. protsessid. Seetõttu on sisemine energia täpsustatud teatud püsiva tähtaja täpsusega sõltuvalt nullile vastu võetud energiast.Sisemine energia u riigi seisundina kehtestatakse termodünaamika esimese algus, vastavalt A-OMile vahele süsteemi edastatud Q soojuse ja süsteemi tööga sõltub ainult süsteemi töö. Süsteemi esialgse ja lõpu seisuga ning ei sõltu üleminekuteedest, st. kujutab endast muutust riigi f-
kui U 1 ja U 2 on süsteemi sisemine energia alg- ja lõppeesmärkides. URS (1) väljendab energia säilitamise seadust termodünaamika kasutamisel. Protsessid, s.o protsessid, milles soojusülekanne esineb. Tsükli jaoks. Protsessi süsteemi tagastades esialgse riigi. ISOCHORNY protsessides, s.o. Protsesside konstantse mahus, süsteem ei teosta tööd tõttu laienemist, W \u003d 0 ja soojus edastatud süsteemi võrdub sisemise energia suurendamisega: Q V \u003d. Adiabatichi jaoks. Protsessid Q \u003d 0, \u003d - W.
Süsteemi sisemine energia on selle entropia S, Vohu V ja moolite Moldi m I i-selle komponendi moodustumine, on termodünaamiline potentsiaal. See on termodünaamika esimese ja teise põhimõtte tagajärg ja seda väljendab seoses:
"
kus t on abs. T-ra, p-rõhk, -he. I-selle komponendi potentsiaal. Võrdõiguslikkuse tähis käsitleb tasakaalu protsesse, ebavõrdsuse märk, mitte-tasakaalule. Pretseteerimisväärtustega süsteemi jaoks on S, V, M I (suletud süsteem jäiga adiabaatilise kestaga) tasakaalu sisemine energia sisemine energia minimaalne. Pöörduvate protsesside sisemine energia vähenemine konstantsel V-s ja S võrdub Maxiga. Kasulik töö (vt reaktsiooni maksimaalne töö).
T-RY-i tasakaalu süsteemi sisemise energia sõltuvus ja maht U \u003d F (t, v) nimetatakse. Kalori võrrandi seisundi. Konstantse mahuga T-R-i sisemine energia derivaat on võrdne isokooriliselt soojusvõimsusega:
Ideaalse gaasi sisemine energia mahust ei sõltu ja määrab ainult T-Roy poolt.
Eksperimentaalselt määrata sisemise energia väärtus, arvestatakse selle väärtusest abs. null t-ry. Sisemise energia määratlus nõuab V (T) soojusvõimsuse andmeid, faaside ülemineku soojust ja riigi seisundit. Muuda sisemist energiat kui Chem. R-a (eriti B-BA moodustumise standardne sisemine energia) määratakse vastavalt P-QII termiliste mõjude andmetele ja spektraalsetele andmetele. Teoreetiline. Sisemise energia arvutamisel viiakse läbi statistikameetoditega. Termodünaamika K-Paradium määrab sisemise energia süsteemi keskmise energiana kindlaksmääratud isolatsioonitingimustes (näiteks antud t, v, m I) juures. Ühe veiste ideaalse gaasi sisemine energia on suunatud keskmisest energiast. Molekulide liikumine ja põnevate elektrooniliste riikide keskmine energia; Sellele väärtusele lisatakse ka kahe- ja polühüdrriliste gaaside puhul molekulide keskmine pöörlemine ja nende võnkumised tasakaalu lähedal tasakaalu lähedale. Sisemine energia 1.
Kõik meid ümbritsevad makroskoopilised asutused on osakesed: aatomid või molekulid. Olles pidevas liikumisel, on neil samaaegselt kahte tüüpi energiat: kineetiline ja potentsiaal ja moodustavad sisemise kehaenergia:
U \u003d σ E K + σ E P
See kontseptsioon hõlmab ka energia energiat üksteisega elektronide, prootonite, neutronite.
Selle muutmiseks on 3 võimalust:
Mõtle kõik võimalused üksikasjalikumalt.
Kui tööd teostab keha ise, siis selle sisemine energia väheneb ja kui töö toimub keha kohal, suureneb selle sisemine energia.
Lihtsaimad näited kasvava energia on hajutamise juhtumid hõõrdumisega:
Temperatuuri muutustega seotud termilised protsessid on kaasas ka sisemise energia muutused. Kui te keha soojendate, suureneb selle energia.
Keemiliste reaktsioonide tulemus on nende ainete konversioon, mis erinevad üksteisest struktuuri ja koostise järgi. Näiteks kütuse põlemise protsessis pärast vesiniku ühendit hapnikuga moodustutakse süsinikoksiid. Soolhappe ühendamisega tsingiga on vesinik esile tõstetud ja vesiniku põletamise tulemusena eraldatakse veeaur.
Keha sisemine energia muutub ja tänu elektronide üleminekule ühele elektroonilisest kestast teisele.
Sisemine energia on keha termilisele seisundile iseloomulik. See sõltub:
See energia, ideaaljuhul koosneb ideaalis iga osakese kineetilistest energiast, mis on juhuslikult ja pidevalt liikuma ja nende suhtluse potentsiaalne energia konkreetses organismis. See ilmneb temperatuuri muutuse tõttu, mida kinnitavad joule katsed.
Single nominaalse gaasi sisemise energia arvutamiseks Kasutage võrrandit:
Kui sõltuvalt temperatuurimuutusest varieerub sisemine energia (suurenemine suureneva temperatuuriga ja väheneb selle vähenemisega). Sisemine energia on funktsioonifunktsioon.
.jpg)