Функция состояния внутренняя энергия

Первое начало термодинамики, как мы видели, устанавливает существование у всякой системы однозначной функции состояния — внутренней энергии, которая не изменяется при отсутствии внешних воздействий при любых процессах внутри системы. [c.49]

Функции состояния. Внутренняя энергия тела U, его энтальпия / и энтропия 5 являются функциями состояния поэтому и любая комбинация U, /, S и термических параметров р, V, Т будет представлять собой функцию состояния тела. Из всех этих комбинаций особое значение имеют те, посредством которых наиболее просто выражается работа, производимая телом при изменении его состояния. [c.96]

Следовательно, истинные теплоемкости при постоянном объеме (с ) и при постоянном давлении (с ) должны рассматриваться как частные производные по температуре соответствующих функций состояния — внутренней энергии и энтальпии. [c.24]

При исследовании термодинамических процессов требуется-определить изменение функций состояния внутренней энергии и, энтальпии i, энтропии s (см. 2.1, 2.6, 2.7). [c.38]

С этой целью рассмотрим открытые термодинамические системы, в которых массы компонентов, а следовательно, и числа молей (а = 1,. .., р) из-за массообмена термодинамической системы с окружающей средой могут изменяться произвольным образом. Первый закон термодинамики для закрытых термодинамических систем (закрытые системы не обмениваются веществом с внешней средой) устанавливает существование функции состояния — внутренней энергии и, из второго закона термодинамики следует существование для закрытых систем функции состояния энтропии 5. Предположим, что эти функции состояния существуют и для открытых систем, когда количества молей компонент меняются в системе произвольным образом [c.73]

Поскольку внутренняя энергия и, давление р и удельный объем v определяются состоянием термодинамической системы, энтальпия i является функцией состояния. Внутренняя энергия идеального газа [см. уравнения (1.35) и (1.36)] и произведение pv в соответствии с уравнением состояния (1.4) зависят только от температуры, поэтому энтальпия [c.18]

Выражение (43) — основное соотношение термодинамики, содержащее в себе закон сохранения и превращения энергии, существование однозначной функции состояния—внутренней энергии и существование координат состояния энтропии, объема, массы, количества движения, магнитного момента и т. п. [c.45]

Введение. Настоящая глава касается гиперзвуковой газовой динамики, имеющей дело с газовыми смесями при высоких температурах. При некоторых условиях такой смесью является высокотемпературный воздух. При более сложных условиях, которые существуют в большом числе случаев, описанных в предыдущих главах настоящей книги, газовая смесь состоит из продуктов реакций и реагирующих веществ, включающих компоненты воздуха и компоненты, инжектируемые в пограничный слой при различных обстоятельствах. Внутри этой смеси могут происходить химические реакции, и определение термодинамических свойств для равновесной смеси становится затруднительным. Требуется разработать метод для определения функций состояния внутренней энергии, энтальпии, энтропии и равновесного состава высокотемпературных газовых смесей. [c.325]

На этом мы в основном закончим изложение общих сведений из термодинамики. В этой главе мы установили, что для всякой термодинамической системы можно всегда ввести две функции состояния внутреннюю энергию и и энтропию [c.249]

Аналитическое выражение первого начала термодинамики. Прямым следствием первого начала термодинамики является существование во всякой термодинамической системе двух функций состояния — внутренней энергии и энтальпии. Этот результат имеет фундаментальное значение, так как, во-первых, пополняет перечень различных видов энергии—механической (кинетической и потенциальной), электромагнитной и т. п. — внутренней энергией тел, представляющей собой, как уже отмечалось выше, энергию теплового движения составляющих тело частиц, и, во-вторых, устанавливает возможность превращения внутренней энергии тел в другие виды энергии и обратно, что собственно и обусловливает всеобщность термодинамического метода исследования. [c.18]

Если экспериментальные данные принять за основу для сравнения, с помощью обобщенного выражения фактора сжимаемости можно получить достаточно точные результаты для двуокиси углерода в диапазоне выбранных условий. Хотя вычисление значения AS с использованием уравнения Ван-дер-Ваальса достаточно удовлетворительно, величины Д и ДЯ весьма неточны. Вычисление величин показывает, что надежность принятого уравнения состояния зависит от того, какая функция вычисляется внутренняя энергия более чувствительна к уравнению состояния, чем энтропия. [c.177]

Известно, что в термодинамике для характеристики теплового состояния системы вводится понятие температуры и других термодинамических функций (энтропия, внутренняя энергия и т. д.) как функций температуры. [c.278]

Вблизи абсолютного нуля все термодинамические величины, характери-зуюш,ие равновесное состояние тела, перестают зависеть от температуры. Это означает, что частные производные по температуре не только энтропии, как это уже отмечалось ранее, но и всех других термодинамических функций, например,внутренней энергии,энтальпии и др., а также давления и объема при 7 —> о обращаются в нуль. [c.86]

Отметим здесь также, что в рамках гипотезы о локальном равновесии используемые для описания частей системы термодинамические уравнения (например, (7.127)) носят локальный характер. Иными словами, значения термодинамических функций в данном элементе объема (например, g(r, /)) определяются значениями термодинамических параметров, относящихся к этому же элементу объема (Т г, t), Р(г, t) и т. д.), т. е. не зависят от состояния соседних элементов объема. Это означает, что экстенсивные термодинамические функции (энтропия, внутренняя энергия, энергия Гиббса и т. д.) всей системы представляется в виде суммы величин, относящихся к отдельным элементам объема, например [c.175]

Термодинамические функции, состав и уравнение состояния плазмы канала. Преобразование электрической энергии, запасенной в реактивных элементах разрядной цепи, в работу по разрушению (диспергированию) твердых диэлектриков происходит через промежуточное состояние -внутреннюю энергию Е вещества в канале пробоя. В /12/ приведен анализ применимости для вещества пробоя конденсированного диэлектрика известных уравнений калорической формы [c.49]

Напомним, что Q — тепло, подводимое извне к системе (или отводимое от нее), А L — работа, совершаемая системой (или совершаемая над системой). Поскольку внутренняя энергия U является функцией состояния и, следовательно, ее интеграл по замкнутому контуру равен нулю (т. е. по возвращении рабочего тела после осуществления цикла в исходное состояние внутренняя энергия рабочего тела принимает первоначальное значение), получаем отсюда [c.47]

Здесь элементарные теплота 5Q и работа бЖ, вообще говоря, не являются полными дифференциалами каких-либо функций, поскольку работа является функцией процесса. Внутренняя энергия есть функция состояния, так что из (2.14) для кругового (циклического) процесса имеем [c.263]

Второй способ описания необратимых процессов основывается на использовании уравнения (1.30), которое, как показано выше, справедливо, если состояние системы в любой из точек процесса не очень сильно отличается от состояния равновесия, так что параметры или функции системы сохраняют свой первоначальный термодинамический смысл. Для таких термодинамических функций, как внутренняя энергия или энтропия, это ограничение не очень жесткое, так как ясно, что и в сравнительно удаленных от равновесия состояниях внутренняя энергия и энтропия имеют вполне определенные значения. То же относится и к объему системы. Более сложен вопрос о давлении (плотности) и температуре, которые в разных частях неравновесной системы могут иметь разное значение и поэтому для системы в целом неопределенны. Выход состоит в разбиении системы на части или подсистемы, которые могут характеризоваться определенными значениями давления и температуры, так что рассматриваемая система будет представлять собой совокупность находя- [c.44]

Таким образом, если известна только одна функция состояния — свободная энергия г1з(е , Т), то не только определяются энтропия s и внутренняя энергия и [c.174]

Далее вводим такие функции состояния, как внутренняя энергия, энтропия и т. д., каждая из которых считается однозначно определенной любыми двумя другими. Так, например, внутреннюю энергию можно выразить в виде [c.147]

Таким образом, функция 4(Г, У) обладает специальным статусом, который, как следует заметить, не разделяется другими энергетическими уравнениями состояния. Например, если задана внутренняя энергия (Т, F), то из нее нельзя вывести соотношение между параметрами р, У и Г. Однако оказывается, что другой выбор независимых переменных, например выбор и У, меняет картину в том смысле, что функция (S, У) становится полностью определяющей ситуацию. По причинам, которые станут ясными в дальнейшем, мы оставляем температуру в качестве независимой переменной. [c.148]

Внутренняя энергия есть функция состояния рабочего те (а, поэтому значение u определяется параметрами рабочего тела при входе (сечение потока /), а значение U2 — параметрами рабочего тела при выходе из агре -ата (сечение II). [c.44]

С макроскопической точки зрения энергию системы, соответствующую ее массе, называют внутренней энергией. Внутренняя энергия — это свойство системы, которое полностью определяется ее состоянием и известно как функция состояния . Изменение внутренней энергии при переходе системы из одного состояния [c.30]

Следовательно, средняя термодинамическая внутренняя энергия может быть целиком выражена в функции суммы состояний и ее производной по [х при постоянном объеме [c.106]

Внутренняя энергия может быть также выражена в функции суммы состояний согласно уравнениям (3-25) и (3-30). Для 1 моля [c.115]

Классические значения поступательной и вращательной составляющих теплоемкости идеального газа могут быть вычислены подстановкой соответствующих классических сумм состояний в уравнение (4-13). Вместе с тем те же выражения можно получить дифференцированием по температуре приближенного классического выражения для внутренней энергии в функции температуры при условии постоянства объема. [c.121]

Из-за недостатка сведений об абсолютной величине внутренней энергии нет данных о свободной энергии раствора как функции числа молей компонента. Однако химический потенциал можно выразить через парциальный мольный объем, который можно вычислить поданным непосредственных экспериментальных наблюдений плотностей раствора или с помощью эмпирического уравнения состояния. [c.238]

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]

Отметим, что истинные теплоемкости с и как частные производные функций состояния внутренней энергии (ц) и энтальпии (h) есть также функции состояния, т. е. могут быть определены в любой точке любого процесса. Иными словами, через каждую точку произвольного процесса проходят изохора (v = idem) и изобара (р = idem) с соответствующими значениями теплоемкостей. [c.25]

Соотношения Дюгамеля — Неймана (13) мы нашли, используя свободную энергию, соотношения (14)—путем использования потенциала Гиббса, наконец, соотношения (15) —путем использования в качестве функции состояния внутренней энергии. [c.86]

Приран1,ение dii, как и любого параметра, является полным дифференциалом. Поскольку состояние газа вполне определяется основными параметрами состояния внутреннюю энергию можно представить как функцию любых двух параметров состояния [c.55]

Характеристическими или термодинамическими функциями называют такие функции состояния системы, при помощи которых можно наиболее просто определить термодинамические свойства системы, а также находить условия равновесия в ней. К этим функциям принадлежат внутренняя энергия и, энтальпия /, энтропия 5, изо-хорный потенциал Р и изобарный потенциал I. Наиболее удобными для характеристики химических процессов являются последние две функции. Убыль этих функций в обратимых изохорно-изотермических и изобарно-изотермических реакциях позволяет определить максимальную работу этих реакций, являющуюся мерой химического сродства. [c.300]

Одно из первых обобш.ений заключается в предположении, что термодинамические функции и параметры сохраняют свое значение и смысл для неравновесных состояний. Для таких функций, как внутренняя энергия и энтропия, подобное обобш,ение представляется естественным, так как ясно, что при неравновесном состоянии внутренняя энергия и энтропия имеют определенные значения. Это относится и к объему неравновесной системы и к некоторым другим внешним параметрам. Более сложным является вопрос о давлении (плотности) и температуре, которые в разных частях неравновесной системы могут иметь разное значение и поэтому для системы в целом неопре-делены. В этом случае целесообразно разбить систему на части (подсистемы), которые с достаточной степенью приближения будут характеризоваться определенными значениями давления и температуры. При таком подходе любая система представляется совокупностью находящихся в локальном равновесии подсистем. Другая возможность заключается в введении при рассмотрении необратимого процесса некоторых внешних силовых и температурных полей, с помош,ью которых можно осуществить равновесное состояние с таким же распределением давления и температуры, как и в неравновесном состоянии [2]. [c.154]

Как и всякий параметр состояния, внутренняя энергия может быть представлена в виде функции двух других параметров, в частности в виде функции удельного объема и темяературы [c.90]

Характеристическими называются такие функции состояния, по аналитическому выражению которых через два независимых параметра системы можно получить в явной форме выражения для всех остальных параметров состояния. К числу ташх функций относятся внутренняя энергия U и энтальпия /. Легко показать, что характеристическими функциями являются также свободная энергия F и изобарный потенциал Z, В самом деле, дифференцируя выражение [c.279]

Рассмотрим такой термодинамический процесс, в результате которого тело, проходя через различные состояния, снова возвращается в первоначальное. Такие процессы называют круговыми процессами или циклами. Поскольку тело возвратилось в первоначальное состояние, внутренняя энергия его, являющаяся, как уже было сказано, функцией состояния тела, при этом не изменится. Однако телом в процессе была создана или получена энергия в форме теила и работы. Для того чтобы внутренняя энергия не измени.тась, необходимо, чтобы энергия в процессе, полученная или отданная телом в форме тепла, была равна по количеству энергии, полученной или отданной в форме работы. Поскольку тенло измеряется в килокалориях, а работа — в килограммометрах, в данном случае эти количества энергии должны быть не равны, а эквивалентны друг другу. [c.58]

Для Среды, находящейся в локально равновесном еостоянии, функции состояния частицы являются теми же самыми, что и функции состояния рассматриваемой ореды в термодинамическом равновесии с той разницей, что независимые параметры, т. е. аргументы этих функций, в случае тepмoдинaмичe i oгo равновесия неизменны, а в случае локального равновесия зависят от положения частицы и времени. Например, приходящаяся на единицу массы внутренняя энерлия е для простой среды, находящейся в равновесном состоянии, определяется из опыта, как функция е(р. Г), где р и Т — постоянны (при наличии внешнего поля г=г(р(г). Г). Для той же среды, находящейся в локально равновесном состоянии, внутренняя энергия будет иметь вид [c.478]

Как мы знаем, средние по времени от функций состояния дают равновесные (соответствующие термодинамическому равновесию) значения этих функций. Сопоставим же только что сделанный вывод о зависимости средних по времени от постоянных движения со сформулированным в 5 положением термодинамики. Согласно этому положению равновесные значения функций состояния (внутренние параметры), т. е. их средние повремени, зависят только от одной постоянной — энергии системы. Они зависят, конечно, и от внешних параметров, ио эту зависимость мы в данном параграфе рассматривать не будем, считая внешние параметры постоянными. Поэтому, чтобы удовлетворить указаиному положению термодинамики, нужно предположить, что рассматриваемые нами молекулярные системы обладают тем специальным свойством, что для них среднее по времени от любой однозначной функции состояния зависит только от значения интеграла энергии а, = Е. Для любой F(Z) мы должны, следовательно, иметь соотношение [c.189]

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

Вопреки обычному пониманию термина динамика , классическая термодинамика имеет дело только с превращениями энергии и их влиянием на измеряемые макросвойства системы без учета детального механизма, имеющего место при самих превращениях. Интерпретация механизмов таких превращений может быть дана только на основе приемлемой модели или теории природы вещества и энергии. Так как рассмотрение таких механизмов дает более глубокое понимание других эмпирических соотношений, то основные принципы квантовой и статистической механики могут быть использованы для объяснения изменений в макросвойствах системы с помощью величин ее микро- или молекулярных свойств. Использование этих теорий при развитии и объяснении термодинамических соотношений приводит к появлению отдель-ной дисциплины, именуемой статистической термодинамикой , которая особенно необходима для объяснения термодинамических функций внутренней энергии и энтропии и для установления критерия состояния равновесия. [c.29]

Согласно правилу фаз Гиббса, состояние замкнутой однофазной системы фиксированного состава может быть полностью определено двумя независимыми переменными. Следовательно, изменение внутренней энергии такой H TeNibi можно выразить мате-матетически как функцию изменения температуры и объема [c.130]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...