Состояние системы. Внутренняя энергия. Равновесные и неравновесные состояния газа

Система тел – это совокупность рассматриваемых тел. Всякая система может находиться в различных состояниях, отличающихся температурой, давлением, объемом и т.п.

Параметры состояния – это величины, характеризующие состояние системы.

Не всегда какой-либо параметр имеет определенное значение. Если, например, температура неодинакова в разных точках тела, то телу нельзя приписать определенное значение параметра Т. В этом случае состояние системы будет неравновесным. Если такое тело изолировать и предоставить самому себе, то температура выровняется и примет одинаковое для всех точек значение Т, и тело перейдет в равновесное состояние. Это значение Т не изменится до тех пор, пока тело не будет выведено из равновесного состояния воздействием извне.

Равновесное состояние системы – это состояние, при котором все параметры системы имеют определенные значения, остающиеся постоянными сколь угодно долго при неизменных внешних условиях.

Всякий процесс, т.е. переход системы из одного состояния в другое, связан с нарушением равновесия системы. Следовательно, при протекании в системе какого-либо процесса она проходит через последовательность неравновесных состояний. Если нарушение равновесия происходит очень медленно, то равновесие нарушается незначительно. Следовательно, в таком случае состояние системы в каждый момент времени является равновесным, и бесконечно медленный процесс будет состоять из непрерывной последовательности равновесных состояний. Такой процесс называется равновесным.

Внутренняя энергия какого-либо тела – это энергия этого тела за вычетом кинетической энергии тела как целого и потенциальной энергии тела во внешнем поле сил. При определении внутренней энергии некоторой массы газа не должна учитываться энергия движения газа вместе с сосудом и энергия, обусловленная нахождением сосуда в поле силы тяжести.

В понятие внутренней энергии включаются:

1. кинетическая энергия хаотического движения молекул,

2. потенциальная энергия взаимодействия между молекулами,

3. внутримолекулярная энергия.

Внутренняя энергия является функцией состояния системы. Это означает, что всякий раз, когда система оказывается в данном состоянии, ее внутренняя энергия принимает присущее данному состоянию значение. Изменение внутренней энергии при переходе системы из одного состояния в другое будет всегда равно разности значений внутренней энергии в этих состояниях, независимо от пути, по которому совершался переход.

Дата добавления: 2014-01-05