Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Тема 7. Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия. Работа. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам.

Читайте также:
  1. I закон термодинамики
  2. I. Рубки лесных насаждений и их применение
  3. II закон термодинамики. Теорема Карно-Клаузиуса
  4. II ОБЩИЕ НАЧАЛА ПУБЛИЧНО-ПРАВОВОГО ПОРЯДКА
  5. II. Начало процесса исторического развития общества.
  6. II. ХИМИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ, БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ, ПРИМЕНЕНИЕ В ВЕТЕРИНАРИИ
  7. IV. Применение переместительного закона умножения.
  8. V.1. Общие начала правового положения лиц в частном праве
  9. XIX и XX династии Египетских фараонов. Внутренняя и внешняя политика. Рамзес II и хетты. Причины упадка новоегипетской державы.
  10. А. Повторное применение лекарственных веществ

Внутренней энергией газа U называется сумма кинетической энергии хаотического (теплового) движения всех молекул газа и энергии взаимодействия молекул газа между собой. Для идеального газа внутренняя энергия – это только кинетическая энергия всех молекул газа.

Внутренняя энергия идеального газа определяется числом степеней свободы его молекул и температурой газа.

Числом степеней свободы i механической системы называется количество независимых величин, с помощью которых может быть однозначно задано положение системы в пространстве.

Согласно закону о равнораспределении энергии по степеням свободы молекул для термодинамической системы, находящейся в равновесии, на каждую поступательную и вращательную степени свободы приходится в среднем кинетическая энергия, равная , а на каждую колебательную степень свободы – в среднем энергия, равная kT. Колебательная степень «обладает» вдвое большей энергией потому, что на нее приходится не только кинетическая энергия (как в случае поступательного и вращательного движений), но и потенциальная, причем средние значения кинетической и потенциальной энергий одинаковы.

Таким образом, средняя кинетическая энергия молекулы:

,

где i – сумма числа поступательных, числа вращательных и удвоенного числа колебательных степеней свободы молекулы:

.

Внутренняя энергия N молекул идеального газа:

Так как число молекул газа (NА – число Авогадро) , где ,

то, с учетом соотношения , получим:

.

Изменение внутренней энергии ∆U при изменении температуры от Т1 до Т2:

, где = Т2 – Т1 .

Внутреннюю энергию газа можно увеличить за счет сообщения ему некоторого количества теплоты , которое может быть израсходовано также и на совершение механической работы А по расширению газа. При этом соблюдается закон сохранения и превращения энергии. Применительно к термодинамическим процессам это и есть первое начало термодинамики: количество теплоты , сообщаемое термодинамической системе, расходуется на изменение ее внутренней энергии ∆U и на совершение механической работы А против внешних сил:

.

 

Работа А, совершаемая газом при изменении его объема от V1 до V2:

,

где – элементарная работа при изменении объема газа на .


Дата добавления: 2014-12-23; просмотров: 17; Нарушение авторских прав


<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Тема 6. Явления переноса (диффузия, теплопроводность, вязкость). | Работа газа при изопроцессах.
lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2019 год. (0.01 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты