Внутренняя энергия

Рубрики: Физика

Ø Внутренняя энергия

Ø Теплопередача, количество теплоты, удельная теплоемкость

Ø Работа в термодинамике. Расчет работы по графику процесса

Внутренняя энергия U – энергия системы, включающая кинетическую энергию хаотичного (теплового) движения микрочастиц системы (молекул, атомов и т. д.) и потенциальную энергию взаимодействия этих частиц друг с другом.

Внутренняя энергия произвольных тел зависит от их температуры, количества молекул и объема.

Внутренняя энергия идеального газа не зависит от его объема, а зависит лишь от его температуры и количества молекул.

Для количества вещества V одноатомного идеального газа при  температуре Т его внутренняя энергия равна , где R – универсальная газовая постоянная.

Теплопередача, количество теплоты, удельная теплоемкость

Способы изменения внутренней энергии

Теплопередача

Теплопроводность

Конвекция

Излучение

Механическая работа (деформация)

Изменение формы:

Сгибание подковы

Изменение объема:

Вспыхивание ваты при сжатии воздуха

Трение:

Опыт Джоуля

Теплопередача – это обмен энергией между рассматриваемой системой и внешними телами без совершения работы внешними силами или силами, действующими на внешние тела со стороны рассматриваемой системы.

Количество теплоты Q – это энергия, переданная от одного тела к другому при теплопередаче.

Удельная теплоемкость С – это скалярная физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое получает или отдает вещество массой 1 кг при изменении его температуры на 1 К. Единицей удельной теплоемкости в СИ является Дж/(кг·К). При этом количество теплоты, полученное телом из вещества теплоемкостью C в ходе теплопередачи c изменением температуры тела от начальной ТН до конечной ТК, равно:

Q = Cm (TК – TН)

Калориметр – это прибор для измерения количества теплоты, выделяющегося или поглощающегося в каком-либо процессе. Это название возникло тогда, когда количество теплоты измерялось в калориях. Конструкция калориметра обеспечивает уменьшение теплового обмена с внешней средой. Примером хорошего калориметра может быть бытовой термос.

Работа в термодинамике. Расчет работы по графику процесса

Работа в термодинамике – это работа сил, приложенных к внешним телам со стороны рассматриваемой системы при ее деформации.

Работа газа положительна (А > 0) при расширении газа и отрицательна (A < 0) при его сжатии.

Рис. 1

Работа газа по модулю численно совпадает с площадью фигуры под графиком зависимости давления от объема на PV — диаграмме (рис. 1).

Метки: