23.Внутрішня енергія системи. Макроскопічна робота.

(Перший закон терммодинаміки).

Вн́утрішня ене́ргія тіла (позначається як E або U) — повна

енергія термодинамічної системи за винятком її кінетичної

енергії як цілого і потенціальної енергії тіла в полі зовнішніх

сил. Внутрішня енергія складається з кінетичної енергії

хаотичного руху молекул, потенціальної енергії взаємодії між

ними і внутрішньомолекулярної енергії.

Внутрішня енергія є однозначною функцією рівноважного

стану системи. Це означає, що кожний раз, коли система

опиняється в даному рівноважному стані, її внутрішня

енергія приймає властиве цьому стану значення, незалежно

від передісторії системи. Отже, зміна внутрішньої енергії

при переході з одного стану в інший буде завжди

дорівнювати різниці значень в цих станах, незалежно

від шляху, по якому здійснювався перехід. Внутрішню

енергію тіла не можна виміряти напряму, можна

визначити тільки зміну внутрішньої енергії:

Робо́та - фізична величина, яка визначає енергетичні

затрати при переміщенні фізичного тіла, чи його деформації.

Робота зазвичай позначається латинською літерою A

(від нім. Arbeit), в англомовній літературі - W (від англ. Work),

й має розмірність енергії. У системі СІ робота вимірюється в

Джоулях

24. Перший закон термодинаміки. (Внутрішня енергія

, макроскопічна робота) .Закон Майєра.

Зміна внутрішньої енергії закритої системи, яка відбувається

в рівноважному процесі переходу системи із стану 1 в стан 2,

дорівнює сумі роботи, зробленої над системою зовнішніми

силами, і кількості теплоти, наданої системі: ΔU = A' + Q. Робота

здійснена системою над зовнішніми тілами в процесі 1->2

(Назвемо її просто А) A=-A', тоді закон приймає вигляд:

Q = ΔU + A.

Кількість теплоти, що надається системі, витрачається на зміну

внутрішньої енергії системи і на здійснення системою роботи

проти зовнішніх сил.

Для елементарної кількості теплоти δQ; елементарної роботи δA

і малої зміни dU внутрішньої енергії перший закон термодинаміки має

вигляд:

δQ = dU + δA

Закон збереження енергії (закон Майєра) - фундаментальний закон

природи, встановлений емпірично який полягає в тому, що для ізольованої

фізичної системи може бути введена скалярна фізична величина, що є

функцією параметрів системи що називається енергією, яка зберігаєтьсяя

з плином часу. Оскільки закон збереження енергії відноситься не до

конкретних величин і явищ, а відображає загальну, застосовну скрізь

і завжди, закономірність, то його можна іменувати не законом,

а принципом збереження енергії.

25. Адіабатний процес. Рівняння Пуассона.

Адіабатний процес— в термодинаміці це зміна стану тіла без

обміну теплом з навколишнім середовищем. Його можна здійснити

, проводячи стискання чи розширення тіла дуже швидко. Під час

адіабатного стискування тіла внутрішня енергія його збільшується,

а при адіабатичному розширенні — зменшується. Виконана робота

при цьому дорівнює за величиною і протилежна за знаком

зміні внутрішньої енергії системи. Математично адіабатичний процес описується рівнянням

, де P — тиск, V — об’єм, γ — показник адіабати, Для класичних газів Рівняння Пуассона - неоднорідне еліптичне рівняння в

часткових похідних другого порядку. Зокрема, в електростатиці

рівняння, яке описує потенціал електричного поля в системі

зарядів, заданих густиною ρ

Δφ = − 4πρ