Билет №19

1. Внутренняя энергия — это величина, характеризующая собственное состояние тела, т. е. энергия хаотического (теплового) движения микрочастиц системы (молекул, атомов, электронов, ядер и т. д.) и энергия взаимодействия этих частиц. Внутренняя энергия одноатомного идеального газа определяется по формуле U=3/2* т/М • RT.

Теплопередача — это изменение внутренней энергии без совершения работы: энергия передается от более нагретых тел к менее нагретым. Мерой переданной энергии при теплопередаче является количество теплоты (Q).

Изменение внутренней энергии замкнутой системы равно сумме количества теплоты, переданной системе, и работы, внешних сил, совершенной над системой. ΔU= Q + А, где Δ U— изменение внутренней энергии, Q — количество теплоты, переданной системе, А — работа внешних сил. Если система сама совершает работу, то ее условно обозначают А ^/.Тогда закон сохранения энергии для тепловых процессов, который называется первым законом термодинамики, можно записать так:

Q =А^/ + ΔU, т. е. количество теплоты, переданное системе, идет на совершение системой работы и изменение ее внутренней энергии.

При изобарном нагревании газ совершает работу над внешними силами

A ^{/ =}p(V₁-V₂)= рΔ V, где V₁и V₂— начальный и конечный объем газа.

В изотермическом процессе температура постоянная, следовательно, внутренняя энергия не меняется. Тогда уравнение первого закона термодинамики примет вид: Q = А^/ т. е. количество теплоты, переданное системе, идет на совершение работы при изотермическом расширении, именно поэтому температура не изменяется.

В изобарном процессе газ расширяется и количество теплоты, переданное газу, идет на увеличение его внутренней энергии и на

совершение им работы: Q = ΔU + А^/

При изохорном процессе газ не меняет своего объема, следовательно, работа им не

совершается, т. е., А = О, и уравнение первого закона имеет вид:

Q = Δ U, т. е. переданное количество теплоты идет на увеличение внутренней энергии газа.

Адиабатным называют процесс, протекающий без теплообмена с окружающей средой. Q = О, следовательно, газ при расширении совершает работу за счет уменьшения его внутренней энергии, следовательно, газ охлаждается, А^/ = ΔU.