Внутренняя энергия
Внутренняя энергия состоит из внутренней кинетической и внутренней потенциальной энергий. Первая — результат хаотического движения частиц тела, с увеличением скорости которых возрастает и внутренняя кинетическая энергия.
Так как температура тела определяется скоростью движения его частиц (молекул), то увеличение температуры тела означает увеличение его внутренней кинетической энергии.
Внутренняя потенциальная энергия связана с силами взаимодействия между частицами вещества.
Изменение удельной внутренней энергии в процессе подвода или отвода теплоты может быть выражено уравнением
где ∆uк — изменение кинетической энергии газа,
∆uп — изменение потенциальной энергии газа.
Так как силы взаимодействия между молекулами идеального газа отсутствуют, то и его потенциальная энергия равна нулю. Поэтому внутренняя энергия идеального газа зависит только от его температуры.
Поскольку температура идеального газа определяется внутренней кинетической энергией, а температура тела является параметром его состояния, то и внутренняя энергия является параметром его состояния.
Если в результате подвода теплоты рабочее тело переходит из первого состояния во второе, то подводимая теплота q1,2 будет равна u2-u1.
На основании формулы (3) можно записать
