Внутренняя энергия системы

Внутренняя энергия системы включает в себя [c.11]

В термодинамике важную роль играет сумма внутренней энергии системы U и произведения давления системы р на ее объем V, называемая энтальпией и обозначаемая Н [c.17]

С молекулярной точки зрения внутренняя энергия системы есть сумма всей кинетической и потенциальной энергии частиц, составляющих эту систему. Эта энергия распределена между потенциальной и кинетической энергиями частиц внутри ядра каждого атома, потенциальной и кинетической энергиями колебания атома в молекуле, кинетической энергией вращения групп атомов внутри молекулы, кинетическими энергиями вращательного и поступательного движений молекулы как таковой и, наконец, межмолекулярной потенциальной энергией внутри системы. [c.31]

Различные виды внутренней энергии могут быть грубо классифицированы как независимые от температуры и зависимые от температуры . При значениях температуры и давления, обычно встречающихся в инженерной практике, электронная и ядер-ная энергии в основном не зависят от температуры и составляют внутреннюю энергию системы при температуре абсолютного нуля. Энергии поступательного, вращательного и колебательного движений зависят от температуры и составляют часть внутренней энергии, которую содержит тело при температуре выше абсолютного нуля. Эту часть внутренней энергии обычно рассматривают как термическую энергию. Она представляет наибольший интерес в термодинамике. [c.31]

Внутренняя энергия системы может быть изменена добавлением или расходом энергии в форме теплоты. Теплота является переходной формой энергии из одной области в другую под влиянием разности температур. Скорость этого перехода пропорциональна разности температур. В соответствии с этим определением теплоты нельзя говорить, что энергия, содержащаяся в веществе, является теплотой. Энергия может быть передана системе в виде теплоты, но внутри системы она превращается во внутреннюю энергию и не сохраняется как теплота. [c.34]

Внутренняя энергия системы может быть также изменена добавлением или расходом энергии в форме работы. Работа является формой энергии в процессе перемещения под действием силы. Как сила, так и перемещение необходимы для того, чтобы передать энергию в форме работы. [c.34]

Изменение внутренней энергии системы удобнее всего определять с помощью теплоемкости при постоянном объеме, вычисляемой по уравнению (1-1). Для процесса при постоянном объеме [c.40]

Внутренняя энергия системы из п частиц может быть выражена в функции энергетических уровней отдельных частиц и абсолют ной температуры с помощью уравнений (3-18), (3-23) и (3-30) [c.115]

Энергетическое состояние системы, имеющей огромное число охваченных тепловым движением частиц (атомов, молекул), характеризуется особой термодинамической функцией F, называемой свободной энергией (свободная энергия F=U — TS, где и — внутренняя энергия системы Т — абсолютная температура S — энтропия). [c.44]

Выше было показано, что температуры положительны при условии ( О( )/й )>0, т. е. число возможных состояний всегда возрастает с энергией. Это справедливо для свободных частиц или гармонического осциллятора таким образом, жидкости и кристаллические решетки, всегда имеют положительные температуры. Однако существуют некоторые весьма специфические системы, в которых имеется верхний предел спектра энергетических состояний. Если частицы в этих состояниях находятся в тепловом равновесии друг с другом и одновременно термически изолированы от состояний, не имеющих верхнего энергетического предела, то они могут вести себя так, как если бы они обладали отрицательными температурами. Поскольку выше предельного уровня нет других энергетических уровней, при возрастании внутренней энергии системы достигается такое состояние, когда все уровни одинаково заселены. Согласно статистической механике, это мо- [c.24]

Рассмотрим вопрос, какую максимальную работу можно получить от рабочего тела (газа) при заданных условиях. Считаем источник работы и среду изолированной, адиабатной системой, к которой, теплота не подводится и не отводится, т. е. Q = О- Обозначим внутреннюю энергию системы в начальном состоянии (У и в конечном U". Тогда на основании первого закона термодинамики имеем [c.126]

Изменение внутренней энергии АП считается положительным при увеличении внутренней энергии системы и отрицательным— при ее уменьшении. [c.296]

Пользуясь первым началом термодинамики (см. гл. 6), можно подсчитать изменение внутренней энергии системы сведи-няемых элементов, теоретически необходимое для образования монолитного соединения при данных конкретных условиях источнике энергии, материале изделий, конструкции соединения и т. д. [c.18]

Внутренняя энергия системы есть сумма всей кинетической и потенциальной энергии частиц. Жидкостям и аморфным телам свойствен лишь ближний порядок, а газы имеют беспорядочное расположение частиц при максимальной внутренней энергии системы. Состояние вещества зависит от температуры Т и значения сил межмолекулярного взаимодействия. Энергия теплового движения или так называемая энергетическая температура частиц равна кТ. При высоких температурах значение кТ превосходит энергию взаимодействия молекул и вещество может быть только газом. Напротив, в кристалле частицы связаны сильно и энергия взаимодействия много больше кТ. [c.31]

At/ — увеличение внутренней энергии системы А — совершенная системой работа. [c.253]

Внутренняя энергия системы U, приращение которой AU считается положительным при Q>4, представляет собой весьма сложную термодинамическую функцию. [c.253]

Местная геометрическая и энергетическая неравномерность в решетке вокруг точечного несовершенства приводит к тому, что при наличии внешних энергетических воздействий (нагрев, деформация, облучение и т. д.) дефектные места выходят из занимаемого положения и начинают перемещаться, уменьшая запас внутренней энергии системы. [c.468]

Состоянию с температурой Т = - О соответствует в каком-то смысле максимально возможная внутренняя энергия системы, которую уже нельзя увеличить, сообщая ей дополнительное количество тепла в таком состоянии система может только отдавать тепло и не способна его принимать. [c.78]

Если все частицы находятся в нижнем состоянии, то внутренняя энергия системы Е = 0. [c.91]

Отношение произведенной за цикл работы к полученному теплу—для реальных двигателей, впрочем, совершенно условному— называют термическим коэффициентом полезного действия цикла. В какой-то мере он характеризует эффективность преобразования внутренней энергии системы в работу. Из формулы (5.21) видно, что для цикла Карно коэффициент полезного действия [c.115]

Помимо объема, в точке перехода испытывает скачок внутренняя энергия системы [c.122]

В соответствии с формулой (6.12) это приводит к добавочному — помимо всего прочего—возрастанию внутренней энергии системы на величину [c.133]

Согласно первому закону вклады в изменение внутренней энергии системы делятся на теплоту и работу. Поскольку ве- [c.61]

Принцип равновесия термодинамических систем (11.1) можно сформулировать аналогично (11.10), связав его с внутренней энергией системы. Если-рассматривается гомогенная система, то такой переход эквивалентен преобразованию фундаментального уравнения (7.2) в (7.3), так как для этого случая (11.1), очевидно, получается из (7.2). Но критерий (11.1) применим к любым, в том числе и к гетерогенным, системам, поэтому [c.106]

Из этого соотношения и (11.15) вытекает (11.13). Итак, для равновесия системы необходимо и достаточно, чтобы при всех изменениях ее состояния, не нарушающих постоянства энтропии и внешних свойств, вариация внутренней энергии системы не была отрицательной (имеется в виду полная вариация). [c.108]

Тогда вариация внутренней энергии системы равна сумме вариаций внутренних энергий подсистем [c.121]

В приведенных выше выводах и уравнениях термодинамические свойства мембраны не учитывались, поскольку речь шла о системах с жесткими мембранами, не изменяющими своего размера и формы. В случае гибких упругих мембран надо учитывать их вклад во внутреннюю энергию системы за счет энергии натяжения мембраны и работу изменения ее площади (5.8). Если мембраной является естественная поверхность раздела фаз, то коэффициент поверхностного натяжения граничной поверхности а является частной производной от внутренней энергии [c.137]

Согласно критерию равновесия (11.13) ищется экстремум внутренней энергии системы [c.148]

Особенность термодинамики подобных непрерывных систем — зависимость свойств от пространственных координат (см. 1). Их анализ производится фактически с помощью разделения всей системы эквипотенциальными поверхностями силового поля на части, достаточно малые, чтобы в пределах каждой из них внутренняя энергия системы не изменялась, но одновременно и достаточно большие, чтобы к ним можно было применить термодинамическое описание. [c.154]

Специфика использования работ электризации и намагничивания н термодинамике состоит в т ом, что возможны различные варианты набора электрической и магнитной энергии, которая включается во внутреннюю энергию системы, и от этого набора существенно зависят и физический смысл, и выражения для соответствующих работ. Так, известно, что индукция поля [c.160]

При втором способе расчета работы поляризации соответственно должно измениться содержание понятия внутренняя энергия системы . В этом случае внутренняя энергия должна включать в себя потенциальную энергию диэлектрика в электрическом поле, т. е. [c.161]

Из первого закона термодинамики следует, что система, совершающая работу в условиях адиабатической изоляции, должна охлаждаться, поскольку такая работа производится за счет внутренней энергии системы. Так, при обратимом адиабатическом расширении системы согласно (5.22) и (6.52) изменение температуры [c.162]

Количественное исследование фотохимических процессов чрезвычайно осложняется тем обстоятельством, что первичный процесс, вызванный светом, может сопровождаться многочисленными побочными (вторичными) реакциями чисто химического характера. Конечно, только первичный процесс идет за счет энергии поглощенного света во всех же вторичных процессах мы имеем дело с превращениями, обусловленными химическими преобразованиями, т. е. изменением взаимной конфигурации атомов и, следовательно, изменением внутренней энергии системы. [c.667]

Следовательно, работа расширения, совершаемая системой в адиабатном процессе, равна уменьшению внутренней энергии данной системы. При адиабатном сжатии рабочего тела за рачивае-мая извне работа целиком идет на увеличение внутренней энергии системы. [c.14]

Внутренняя энергия системы является функцией состояния. При возвращении рабочего тела в исходное состояние она также приобретает исходное зкаче- [c.21]

Величина TdS есть полученная системой теплота, поэтому урлвпепие (9-31), указывает, что работа в изотермическом процессе совершается не только за счет внутренней энергии системы, но и за [c.145]

Прежде всего при абсолютном нуле температуры внутренняя энергия системы должна быть минимальной, поскольку при повышении температуры она может только возрастать. Поэтому, если бы электронам не запрещалось скапливаться в одном состоянии, все они при нулевой температуре должны были бы находиться в состоянии с минимальной энергией. Бозоны—те так и поступают, но для фермионов это невозможно. Поэтому при 7 = 0 электроны вынуждены заполнять поодному все возможные свои состояния, начиная от самого нижнего, с наименьшей энергией, до состояния с какой-то максимальной энергией, которая будет тем больше, чем больше частиц в системе. Эту максимальную энергию называют энергией Ферми и обозначают [c.181]

На второй, равновесной, стадии процесса система приобретает начальную температуру, получая от среды количество теплоты Qi/. Изменение температуры сопровождается при этом равновесными химич кими преврап ениями веществ. Из данного выше определения Q следует, что Q=Qi/, а, так как внутренняя энергия системы может изменяться только на второй стадии, весь процесс должен удовлетворять соотношению [c.49]

Таким образом, термодинамический эффект, вызванный изменениями количеств веществ в системе, можно вырааить тремя способами. Вонпервых, его можно представить как сумму эффектов от каждого из компонентов системы. Независимыми переменными в этом случае служат количества (или массы) компонентов, и вклад каждого из них о внутреннюю энергию системы записывается в виде ifdrtf. Этот способ описания пригоден для процессов в открытых системах. Вопрос о химическом равновесии внутри системы при нем остается невыясненным. Так функции и(S, V, п) или U(T, V, п) могут относиться как к химически равновесной системе, так и к системе, в которой нет химических превращений веществ. Обе эти возможности должны указываться заранее при формулировке задачи. Последнее замечание относится и к описанию процессов в закрытых системах, у которых все внешние переменные п фиксированы и поэтому обычно не включаются в набор аргументов термодинамических функций. Например, уравнение состояния (2.1) в виде Р = Р(Т, V) справедливо как для химически равновесной смеси веществ, так и для гомогенной системы без химических превращений. Общие выражения (2.2) —(2.7) для частных производных одинаковы в обоих случаях, о численные значения термических коэффициентов av, Pv и других свойств при наличии химических реакций и без них могут существенно различаться. Наглядный пример этого — уравнения (5.30), (5.31). [c.69]

Внутренняя энергия системы включает в себя в данном случае электростатические энергии фаз ф е и <рРеР, где ф , фР — внутренние электростатические потенциалы, е , — заряды фаз. Физический смысл этих потенциалов уже обсуждал- [c.147]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...