Изменение внутренней энергии

Зависимость внутренней энергии
Изменение внутренней энергии




Энергия движения и взаимодействия
частиц, из которых состоят все вещества.
В идеальных газах Ер< <Ек;
U-внутренняя энергия, зависит от t0? Чем
выше t0, тем больше Ек.
Средняя кинетическая энергия одной
молекулы – Ек=3/2kT

Молекулы внутри идеального газа совершают
хаотические беспорядочные движения в трех
наиболее вероятных направлениях: X,Y,Z, т.е.
три степени свободы;

На каждое из этих направлений
сопровождается одинаковой энергией –
Ек=1/2mv2, 1/2mv2 = 3/2 kT число
степеней свободы- число возможных
направлений движения молекул.
Внутренняя энергия U одноатомного газа,
состоящего из N атомов,
U=3/2 N kT,
N= m|μNА,
U=3/2 m|μ RT.
Внутренняя энергия одноатомного газа зависит от
лишь от одного параметра – термодинамической
температуры.
Из уравнения Менделеева-Клапейрона:
рv= m|μ RT
U=3/2 рv.
Двухатомный газ-газ, молекулы которого состоят
из двух атомов.

Каждый атом может двигаться по трем
направлениям, поэтому полное число возможных
направлений движения молекул-6. Связь,
существующая между двумя атомами в молекуле
уменьшает число степеней на единицу.

Поэтому число степеней свободы для
двухатомного газа равно 5

Соответственно: Ек=5/2 RT

U=5/2 m|μ RT.

U=5/2 рv.




Способы изменения внутренней энергии:
Теплопередача: 1) теплопроводность;
2) конвекция;
3) излучение
Совершение работы
Количество теплоты – энергия, которую
получает или передает тело при
теплопередачи.
Èçîïðîöåññû.swf
Èçîïðîöåññû.swf
Èçîïðîöåññû.swf
Работа газа при расширении
• Работа газа при сжатии
•
А-F*s, где s-изменение положения поршня-h
• к. P=F/ s,отсюда: F=рs,
• тогда А=рsh,
•
А =р∆V
• Работа, совершаемая газом,
равна произведению
давления газа на изменение его
объема.
При расширении При сжатии
А>0
А<0
•
Изохорный процесс
А = р∆V,
∆V = 0 , А = 0.
Изобарный процесс
Изобарное расширение:
А=Fsсоs ; F=рS;
S=h2-h1; соs =1, F↑↑ S
А, = р(V2- V1)=р ∆V > 0
Изобарное нагревание газа:
А, =νR ∆Т=νR (Т1-Т2)=m/μ R ∆Т
Изобарное сжатие газа:
А, = р(V2- V1)=р ∆V < 0
Изотермический процесс
U=i/2 νR(Т2-Т1) = 0.
Q=А,

Адиабатный процесс термодинамический
процесс, в котором
происходят изменения
параметров р, V, Т
без подвода или
отвода теплоты.
1. Почему газ при сжатии нагревается?
2. Чему равна работа внешних сил,
действующих на газ?
3. Чем отличается работа, совершаемая
внешними силами над газом, от работы газа
над внешними силами?
4. Совершается ли работа в процессе изобарного
сжатия или при расширении газа?
5. Объяснить, как графически определяют
работу изобарного расширения?
При изохорном процессе?
Работу изотермического расширения?





Физика 10, Параграфы «Внутренняя
энергия»,
«Работа в термодинамике»,
«Количество теплоты»,
Упр №15 (1,2,3,4).
Ответить на вопросы по тексту слайда 13