- •Основные понятия
- •Третий закон Ньютона
- •[Править]Современная формулировка
- •[Править]Историческая формулировка
- •Определение
- •Работа силы (сил) над одной точкой
- •Кинетическая энергия
- •[Править]Потенциальная энергия
- •Классическая механика [править]Формулировка
- •[Править]Примеры
- •[Править]Вывод из уравнений Ньютона
- •[Править]Термодинамика
- •Неинерциальные системы отсчёта. Сила инерции. Сила Кариолиса.
- •Основные положения молекулярно кинетической теории. Молекулярно кинетический смысл давления и температуры.
- •Основное уравнение мкт
- •Термодинамические состояния и процессы. Термодинамическое равновесие. Равновесные и неравновесные процессы.
- •Внутренняя энергия. Работа и теплота.
- •Первое начало термодинамики. Теплоёмкость. Степени свободы и теплоёмкость идеального .
- •[Править]Формулировка
- •Энтропия. Энтропия в обратимых и необратимых адиабатических процессах. Второе начало термодинамики.
- •19. Статистический смысл энтропии. Энтропия идеального газа.
- •[Править]Следствия [править]Недостижимость абсолютного нуля температур
- •[Править]Поведение термодинамических коэффициентов
- •21. Распределение молекул по скоростям (Распределение Максвела)
- •22. Распределение молекул по энергиям (Распределение Больцмана).
- •23. Агрегатные состояния вещества.
- •[Править]Твёрдое тело
- •[Править]Жидкость
- •[Править]Другие состояния
- •[Править]Физические свойства
- •[Править]Активные свойства диэлектриков
- •1.4. Диэлектрики полярные, неполярные и с ионной структурой
- •28. Сила тока. Плотность тока. Механизм проводимости металлов.
- •Электропроводность металлов
- •[Править]Опыты Толмена и Стюарта
- •[Править]эдс индукции
- •Закон Ома для неоднородного участка цепи
- •[Править]Со стороны магнитного поля
- •[Править]Полная сила
- •Виды колебаний
Внутренняя энергия. Работа и теплота.
Вну́тренняя эне́ргия тела (обозначается как E или U) — это сумма энергий молекулярных взаимодействий и тепловых движений молекулы. Внутренняя энергия является однозначной функцией состояния системы. Это означает, что всякий раз, когда система оказывается в данном состоянии, её внутренняя энергия принимает присущее этому состоянию значение, независимо от предыстории системы. Следовательно, изменение внутренней энергии при переходе из одного состояния в другое будет всегда равно разности между ее значениями в конечном и начальном состояниях, независимо от пути, по которому совершался переход.
Внутреннюю энергию тела нельзя измерить напрямую. Можно определить только изменение внутренней энергии:
где
— подведённая к телу теплота, измеренная в джоулях
[1] — работа, совершаемая телом против внешних сил, измеренная в джоулях
Эта формула является математическим выражением первого начала термодинамики
Для квазистатических процессов выполняется следующее соотношение:
где
— температура, измеренная в кельвинах
— энтропия, измеренная в джоулях/кельвин
— давление, измеренное в паскалях
— химический потенциал
— количество частиц в системе
……………………………………………………………………………
Первое начало термодинамики. Теплоёмкость. Степени свободы и теплоёмкость идеального .
Первое начало термодинамики — один из трёх основных законов термодинамики, представляет собой закон сохранения энергии длятермодинамических систем.
Первое начало термодинамики было сформулировано в середине XIX века в результате работ немецкого учёного Ю. Р. Майера, английского физика Дж. П. Джоуля и немецкого физика Г. Гельмгольца[1]. Согласно первому началу термодинамики, термодинамическая система может совершать работу только за счёт своей внутренней энергии или каких-либо внешних источников энергии. Первое начало термодинамики часто формулируют как невозможность существования вечного двигателя первого рода, который совершал бы работу, не черпая энергию из какого-либо источника.
[Править]Формулировка
Существует несколько эквивалентных формулировок первого начала термодинамики
В любой изолированной системе запас энергии остаётся постоянным.[2] Это — формулировка Дж. П. Джоуля (1842 г.).
Количество теплоты, полученное системой, идёт на изменение её внутренней энергии и совершение работы против внешних сил
Изменение внутренней энергии системы при переходе её из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе, то есть, оно зависит только от начального и конечного состояния системы и не зависит от способа, которым осуществляется этот переход. Это определение особенно важно для химической термодинамики[2] (ввиду сложности рассматриваемых процессов). Иными словами, внутренняя энергия является функцией состояния. В циклическом процессе внутренняя энергия не изменяется.
Изменение полной энергии системы в квазистатическом процессе равно количеству теплоты Q, сообщённому системе, в сумме с изменением энергии, связанной сколичеством вещества N при химическом потенциале μ, и работы A'[3], совершённой над системой внешними силами и полями, за вычетом работы A, совершённой самой системой против внешних сил
ΔU = Q − A + μΔN + A'.
Теплоёмкость тела (обычно обозначается латинской буквой C) — физическая величина, определяющая отношение бесконечно малого количества теплоты δQ, полученного телом, к соответствующему приращению его температуры δT:
Единица измерения теплоёмкости в системе СИ — Дж/К.
Удельной теплоёмкостью называется теплоёмкость, отнесённая к единичному количеству вещества. Количество вещества может быть измерено в килограммах, кубических метрах и молях. В зависимости от того, к какой количественной единице относится теплоёмкость, различают массовую, объёмную и молярную теплоёмкость.
Теплоемкость идеального газа — это отношение количества теплоты, сообщенного газу, к изменению температуры δТ, которое при этом произошло.