Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
фізика / термодинаміка / заняття23.doc
Скачиваний:
19
Добавлен:
23.02.2016
Размер:
168.45 Кб
Скачать

Заняття 9.

Тема 3. Основи термодинаміки Внутрішня енергія. Робота газу

Мета: ознайомити з основами термодинаміки, розглянути роботу в механіці і термодинаміці, ознайомитися з поняттям внутрішньої енергії, та розглянути перший закон термодинаміки для різних процесів.

  1. Внутрішня енергія макроскопічний тіл і ідеального одноатомного газу.

  2. Внутрішня енергія реальних газів.

  3. Робота в механіці і термодинаміці.

  4. Зміна внутрішньої енергії при здійсненні роботи.

Ключові слова: внутрішня енергія, робота в механіці і термодинаміці, робота газу

Теоретичні відомості

Внутрішня енергія макроскопічних тіл і ідеального одноатомного газу

У середині ХІХ століття було доведено, що разом з механічною енергією макроскопічні тіла володіють ще енергією, укладеною усередині самих тел. Ця внутрішня енергія входить в баланс енергетичних перетворень в природі.

У 1841 г вчений лікар-природодослідник Р. Майєр, вивчаючи різницю в кольорі венозної крові людей і виходячи з принципу «ніщо не походить з нічого, і ніщо не перетворюється на нічого, і що причина рівна дії» виказав основну ідею збереження і перетворення енергії. Він розглядав життєдіяльність людей і сонячне світло, явище фотосинтезу, джерело механічних і теплових ефектів в живому організмі як прояв хімічних процесів і т.д.

Коли шайба, що ковзається по льоду, зупиняється під дією сили тертя, то її механічна (кінетична) енергія не просто зникає, а передається тілам, унаслідок чого безладний рух молекул зростає. Тіла нагріваються, що і означає збільшення їх внутрішньої енергії.

Внутрішня енергія макроскопічного тіла рівна сумі кінетичних енергій безладного руху всіх молекул (або атомів) тіла щодо центру маси тіла і потенційних енергій взаємодії всіх молекул один з одним (але не з молекулами інших тіл).

Внутрішня енергія та робота ідеального газу. Перший закон термодинаміки. Внутрішня енергія ідеального одноатомного газу.

Одноатомними є інертні гази – гелій, неон, аргон та інші.

Так як молекули ідеального газу не взаємодіють одна з одною, то їх потенційна енергія дорівнює нулю. Вся внутрішня енергія ідеального газу являє собою кінетичну енергію не підпорядкованого руху його молекул.

Середня кінетична енергія поступального руху молекул:

Кількість атомів в речовині масою m:

Внутрішня енергія

або

1) внутрішня енергія пропорційна температурі ; зміна внутрішньої енергії;

2) при збільшенні маси внутрішня енергія зростає ;;

3) внутрішня енергія обернено пропорційна молярній масі ; при.

При теплообміні кількість теплоти

реальн.газу=.

Якщо не ідеальний газ, а газ, що має складні молекули, то , але коефіцієнт пропорціональності більш складний, тому що молекули не тільки рухаються, але й обертаються. У реальних газів потенційна енергія взаємодії молекул,<<, але для твердих тіл та рідини. Для реальних газів потенційна енергія взаємодії молекул визначається об’ємом, =>визначається параметрами стану Т и V.

Існує два способи зміни внутрішньої енергії: виконання роботи та теплопередача.

Робота в механіці та тд.

В механіці робота виконується при дії сили на тіло, що рухається, і дорівнює зміні його кінетичної енергії.

Робота в ТД визначається так як і в механіці, але дорівнює зміні не кінетичної енергії тіла, а зміні його внутрішній енергії.

Соседние файлы в папке термодинаміка