Внутрішня енергія системи. Фізичні основи термодинаміки

Фізичні основи термодинаміки

Термодинаміка вивчає властивості тіл і явищ природи, не цікавлячись їх мікроскопічною структурою. В основі термодинаміки лежать кілька фундаментальних законів, які виведені шляхом узагальнення великої сукупності експериментальних даних.

Підходячи до зміни стану речовини з різних точок зору (молекулярна фізика з мікроскопічного рівня, термодинаміка – з макроскопічного), вони взаємно доповнюють одна одну.

Система. Системою будемо називати сукупність тіл, що розглядається. Будь-яка система може знаходитися у різних станах. Величини, що характеризують стан системи, називаються параметрами стану. Так, газ має три параметри стану – тиск Р, об’єм V і температуру Т.

Рівноважний стан. Якщо всі параметри системи визначені, то такий стан системи називається рівноважним. Будь-який рівноважний стан може бути зображений на координатній площині точкою.

Рівноважний процес – це процес, що складається з неперервної послідовності рівноважних станів. Рівноважним може бути тільки нескінченно повільний процес. Тільки рівноважні процеси на координатній площині можуть бути зображені відповідною кривою.

Важливою характеристикою термодинамічної системи є її внутрішня енергія U- енергія хаотичного (теплового) руху мікрочастинок системи (молекул, атомів, електронів, ядер, тощо) і енергія взаємодії цих часток. До внутрішньої енергії не належить кінетична енергія системи як цілого і потенціальна енергія системи у зовнішніх полях. Внутрішня енергія –однозначна функція термодинамічного стану системи. В ідеальному газі немає сил взаємодії між молекулами, отже, дорівнює нулю взаємна потенціальна енергія молекул. Тому для моля ідеального газу внутрішня енергія дорівнює сумі кінетичних енергій N_A молекул.

(2.11)

Якщо є молів газу,то його внутрішня егнергія

(2.12)

Внутрішня енергія ідеального газу залежить від кількості ступенів вільності молекул і абсолютної температури газу.

Дата добавления: 2014-01-04