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).