Внутренняя энергия системы. Работа и теплота

Внутренняя энергия системы, работа и теплота [c.22]

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

В основу построения первого начала термодинамики как закона сохранения энергии заложен постулат (утверждение) [2] теплота, полученная термодинамической системой извне (О, 2), последовательно обращается на изменение внутренней энергии системы (ли) и совершение внешней работы изменение внутренней энергии тела [c.22]

Следует обратить внимание на то, что хотя величины, входящие в уравнение первого закона термодинамики, — внутренняя энергия, работа и количество теплоты — выражаются в одних и тех же единицах, физические понятия, определяющие эти величины, глубоко различны. Как уже указывалось выще, внутренняя энергия представляет собой энергию, накопленную рабочим телом (системой),— запас энергии, а работа и теплота характеризуют энергию, которая сообщается рабочему телу или отнимается от него в каком-либо процессе. [c.25]

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]

Энергия, переданная системой с изменением ее внешних параметров, также (Называется работой-W (а не количеством работы), а энергия, переданная системе без изменения ее внешних параметров, — количеством теплоты Q. Как видно из определения теплоты и работы, эти два рассматриваемых в термодинамике различных способа передачи энергии не являются равноценными. Действительно, в то время как затрачиваемая работа W может непосредственно пойти на увеличение любого вида энергии (электрической, магнитной, упругой, потенциальной энергии системы в поле и т. д.), количество теплоты Q непосредственно, т. е. без предварительного преобразования в работу, может пойти только на увеличение внутренней энергии системы. Это приводит к тому, что при преобразовании работы в теплоту можно ограничиться только двумя телами, из которых одно тело (при изменении его внешних параметров) передает при тепловом контакте энергию другому (без изменения его внешних параметров) при превращении же теплоты в работу необходимо иметь по меньшей мере три тела первое отдает энергию в форме теплоты (теплоисточник), [c.23]

Внутренняя энергия системы с переменным числом частиц , изменяется не только за счет сообщения теплоты и совершения работы системой, но и за счет изменения числа частиц в системе, поэтому по первому началу d = 6Q—где [c.95]

Если термомеханическая система находится в абсолютно жесткой оболочке, механического взаимодействия между средой и системой нет, то в ней может происходить теплообмен с окружающей средой. Система получит энергию путем непосредственного перехода ее от других тел без совершения при этом механической работы. Полученную таким образом энергию Борн (1921) назвал количеством теплоты. Количество теплоты Q, полученное системой из окружающей среды, увеличит на такую же величину ее внутреннюю энергию. В термодинамике принято теплоту, полученную системой, считать положительной, а отдаваемую—отрицательной. Уравнение происходящего процесса теплообмена имеет вид [c.41]

Таким образом, выделение теплоты в реакции и совершение работы осуществляется за счет изменения внутренней энергии системы. В химической термодинамике принято считать, что [c.193]

Запас внутренней энергии зависит только от состояния термодинамической системы (газа). Изменение ее полностью определяется начальным и конечным состояниями, но не зависит от характера процесса изменения, поэтому внутреннюю энергию можно рассматривать как один из параметров состояния газа, наряду с давлением, плотностью и температурой. Изменение внутренней энергии выражают через количество работы и теплоты, которыми термодинамическая система обменивается с окружающей средой. Этот обмен подчиняется первому началу термодинамики, согласно которому изменение энергии термодинамической системы равно сумме подведенной к системе теплоты и работы, выполненной над ней окружающей средой. [c.408]

Первое начало термодинамики устанавливает, что внутренняя энергия системы является однозначной функцией ее состояния и изменяется только под влиянием внешних воздействий. При этом все возможные виды внешнего энергетического взаимодействия сводятся лишь к передаче теплоты и работы. 30 [c.30]

Взаимодействие окружающей среды н термодинамической системы осуществляется путем подвода (отвода) к последней энергии в форме теплоты или работы в термодинамическом процессе. Обычно любая система (в простом случае—тело) содержит некоторый запас внутренней энергии, которая складывается из кинетической и потенциальной энергии всех микрочастиц (атомов и молекул). Путем подвода (отвода) теплоты или работы можно изменить внутреннюю энергию системы. Сами теплота и работа не являются видами энергии, а являются формами переноса внутренней энергии. [c.16]

Деформационная работа и теплота—две формы переноса энергии между термодинамической системой и окружающей средой. Воздействуя на систему теплотой или работой, можно изменить ее (системы) внутреннюю энергию. [c.17]

В термодинамике превращения энергии рассматриваются на базе общих законов, определяющих поведение макроскопических систем. Поэтому во многих случаях конечные результаты взаимодействия систем, в частности изменение внутренней энергии системы, произведенная при этом работа и полученная теплота могут быть вычислены безотносительно к тому, каковы были механизмы и кинетика взаимодействия. [c.5]

Это означает, что разность элементарных количеств теплоты и произведенной системой работы, т. е. величина dQ—dL, представляет собой полный дифференциал некоторой функции состояния системы, которую называют внутренней энергией системы и обозначают через U-. [c.33]

Так как подведенное к системе количество теплоты dQ приводит в общем случае к изменению внутренней энергии системы и совершению внешней работы dL, на основе закона сохранения энергии (первого закона термодинамики для изолированных систем) [c.16]

Из полученного уравнения следует, что без подвода теплоты dQ = 0) внешняя работа может совершаться только за счет внутренней энергии системы. Уравнение (1.39) показывает также, что подвод теплоты к термодинамической системе определяется термодинамическим процессом. Действительно, если изменение dU определяется только разностью конечного и начального состояний, то внешняя работа зависит от характера термодинамического процесса. В открытых системах подвод теплоты может привести к изменению внешней кинетической к.вн и внешней потенциальной п.вн энергии рабочего тела системы [c.16]

Внутренняя энергия в отличие от теплоты и работы является свойством системы, параметром ее состояния и может рассматриваться в качестве функции других параметров состояния, принятых за независимые переменные. Бесконечно малое изменение этой функции йи обладает свойствами полного дифференциала, поэтому интегрирование du от начального до конечного состояния системы в некотором процессе сводится к вычислению разности значений внутренней энергии в этих двух состояниях [c.34]

Приведенные выше основные понятия и сведения позволяют сделать следующее обобщение. Допустим, что некоторая термодинамическая система-совершает процесс, при котором изменяются его параметры. Очевидно, что одновременно с этим процессом изменяется и внутренняя энергия системы. Изменение параметров и внутренней энергии системы — результат обмена системы с внешней средой, в общем случае теплотой и работой. Знаки теплоты и работы для системы и окружающей среды противоположны. Например, если теплота подводится к системе извне и она совершает работу, то внешняя среда эту теплоту теряет, взамен получает работу. Следовательно, изменение энергии внешней среды, вызванное потерянной теплотой и полученной работой, должно быть равно изменению внутренней энергии системы, но противоположно по знаку. При увеличении внутренней энергии системы соответственно уменьшается энергия внешней среды и наоборот. Таким образом, в термодинамических процессах происходит обмен энергией между термодинамической системой и окружающей средой. [c.26]

Количество теплоты. Согласно первому началу термодинамики теплота, подводимая к системе, может идти на увеличение внутренней энергии системы и на совершение работы А по преодолению внешних сил ("внешняя работа ) [c.194]

Теплота реакции при постоянном объёме — теплота реакции, протекающей при условии неизменности объёма всей системы. Если реакция протекает при неизменном объёме и при этом ие выполняется какая-либо работа (электрическая работа и т. д.), то теплота реакции прн постоянном объёме равна убыли внутренней энергии системы [c.371]

Химические реакции сопровождаются обычно выделением или поглощением теплоты, которая называется теплотой реакции. Теплота реакции в зависимости СП особенностей реакций и условий их протекания может быть положительной или отрицательной. В термохимии теплота, выделяющаяся в реакции, считается положительной, а теплота поглощаемая — отрицательной. В химических реакциях, кроме выделения или поглощения тепла, изменяется внутренняя энергия системы и совершается внешняя работа, которая в отдельных случаях может слагаться из работы расширения или сжатия и работ против электрических, магнитных и других сил. [c.174]

При переходе системы от состояния 1 до состояния 2 она расширялась и совершала положительную работу за счет тепла, полученного от теплоотдатчика. При этом внутренняя энергия системы оставалась постоянной, так как процесс был изотермическим. Когда же система сжималась изотермически от состояния 3 до состояния 4, работа совершалась внешними телами, т. е. была отрицательной. При этом процессе система отдала теплоприемнику количество тепла Q . В результате цикла мы получили положительную работу, равную разности теплот [c.60]

Из первого закона термодинамики могут быть получены три частных случая. Если термодинамическая система заключена в абсолютно жесткую (механическая работа невозможна) и адиабатную (непроницаемую для теплоты) оболочку, то А = О, т. е. внутренняя энергия системы постоянна. Если термодинамическая система заключена в абсолютно жесткую оболочку, но возможен теплообмен с внешней средой, то AJ7= Q т.е. ее внутренняя энергия возрастает на значение подведенной теплоты. Если термодинамическая система находится в теплоизолирующей, но деформируемой оболочке (возможна механическая работа), то AU= -L, т.е. ее внутренняя энергия уменьшается на величину работы, совершаемой этой системой. [c.95]

Рассмотрим термодинамический процесс с позиции первого закона термодинамики. Одна из математических форм записи этого закона термодинамики (8.7) для закрытой системы показывает, что теплота Q подведенная к системе (к объему газа), затрачивается на повышение внутренней энергии рабочего тела этой системы (газа) Ai/и совершение работы L. В общем случае при изучении реальных процессов не известны доли тепла, затраченные на изменение внутренней энергии А i/и совершение работы L. Это крайне затрудняет термодинамический анализ реальных процессов. [c.97]

В 8.3 уже говорилось об изменении внутренней энергии системы без изменения внешних параметров, т. е. без совершения работы. Опыт показывает, что система может получать и отдавать энергию и при постоянных внешних параметрах. Такой способ передачи энергии от системы к системе называется теплопередачей или теплообменом. Количество энергии, переданное в результате теплообмена, называется теплотой. Теплота обозначается буквой Q. Элементарная теплота процесса часто выражается аналогичным (9.2) соотношением [c.64]

Эта формула определяет бесконечно малое прираш.ение внутренней энергии системы dU в некотором процессе. Символы бЛ и 6Q обозначают бесконечно малые работу и теплоту. В формуле (9.6) работа бЛ положительна, если система совершает работу над внешними телами теплота 6Q положительна, когда система получает ее от других объектов. [c.65]

Переход АВ совершается при постоянной энтропии. Он соответствует обратимому адиабатическому расширению. При таком увеличении объема система совершает работу за счет внутренней энергии бЛ = —Ьи и поэтому ее температура может только понижаться. При любом другом процессе расширения система будет получать теплоту и ее энтропия будет возрастать (см. пунктир на рис. 19). [c.84]

Таким образом, сумма двух функционалов, а именно-—функционала произведенной над системой работы и, функционала подведенного к ней количества теплоты, является функцией состояния системы, называемой внутренней энергией. [c.32]

Таким образом, изменение внутренней энергии равно сумме энергий, которые сообщаются системе или отводятся от нее в форме работы и теплоты . [c.49]

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]

Из определения понятий теп юты и работы (см. 5) следует, что две рассматриваемые в термодинамике формы передачи энергии не являются равноценными в то время как работа W може непосредственно пойти на увеличение любого вида энергии, теплота Q непосредственно, без предварительного превращения в работу, приводит лишь к увеличению внутренней энергии системы. Эта неравноценность теплоты и работы не имела бы значения, если бы можно было без каких-либо трудностей превратить теплоту в работу. Однако, как показывает опыт, в то время как при превращении работы в теплоту явление может ограничиться изменением термодинамического состояния одного лишь теплополучающего тела (например, при нагревании посредством трения или при электронагреве), при преобразовании теплоты в работу наряду с охлаждением теплоотдающего тела происходит изменение термодинамического состояния других тел, участвующих в этом процессе или рабочего тела при незамкнутом процессе, или других тел в замкнутом круговом процессе, когда этим телам рабочее тело непременно отдает часть полученной им от нагревателя теплоты. В качестве таких других тел в тепловых машинах обычно служат холодильники. [c.50]

Так как теплота и работа не являются функгтями состояния, то внутреннюю энергию нельзя подразделить на тепловую и механическую. Лишь тогда, когда изменяется состояние системы, а следовательно, и внутренняя энергия, изменение энергии системы можно разделить на произведенную системой работу и количество теплоты, полученной системой. Такое разделение не определяется однозначно начальным и конечным состояниями системы, а зависит от характера происходящего в системе процесса. Теплота и работа, являясь формами передачи энергии, неразрывно связаны с процессом изменения состояния и представляют собой функции процесса, происходящего в системе. [c.41]

В общем случае подводимая к системе теплота затрачивается на изменение внутренней энергии системы и на соверщение работы [c.17]

Масса ёт является также носителем внутренней энергии через сечение 1 в систему вносится масса с внутренней энергией И йт (для идеального газа с Т ёт), через сечение 2 из системы уходит масса с внутренней энергией и2ёт. Следовательно, за время ёх происходит изменение внутренней энергии системы на величину ( 2—щ)ёт. Вместе с изменением скорости от щ до Ш2 меняется и кинетическая энергия системы на величину 0,5( 2—ш )ёт. Если сечения 1 п 2 имеют различные вертикальные координаты 21 22, то совершается работа против сил тяжести g (22—г )ёт (где г2>2 ). Наконец, к массе йт могут быть подведены теплота дх-ойт и техническая работа 1тёт, кроме того, против сил трения совершается работа 1 ёт. [c.166]

Только тогда, когда изменяется состояние системы, а вместе с ним и ее энергия, можно изменение энергии системы разделить на произведенную системой работу и количество тепла, полученного системой. Такое деление не определяется однозначно начальным и конечным состояниями системы, а зависит от характера происходящего в системе процесса. Теплота и работа, являясь формами передачи Э нер РИИ, неразрывно связаны с процессом изменения со стояиия и предста19ляют собой фувкции процесса, происходящего с системой. Следует иметь в виду, что теплота и работа, будучи эквивалентны друг другу, поскольку как та, 1ак и другая представляют собой формы передачи энергии, вместе с тем не вполне равноценны. Эта нераоиоценность состоит в том, что в обычных окружающих нас условиях работа может быть превращена в тепло полностью, а подводимое к телу тепло может быть превращено в работу, как это будет показано в гл. 3, только частично теплота сама по себе полностью может переходить лишь во внутреннюю энергию тела, но не в другие формы энергии. [c.33]

Уравнение (20) определяет изменения в термодинамической системе, происшедшие в результате всего термодинамического процесса. Часто бывает необходимо рассматривать изменения, происходящие в результате элементарного, бесконечно малого процесса, когда теплота, работа и, следовательно, изменение внутренней энергии системы бесконечно малтя. Пусть (1(7 — бесконечтю малое изменение внут[)ен-пей энергии, с1( — элементарное количество теплоты и (11- — элементарная работа, тогда [c.25]

Закон устанавл.-1вает, что в любом процессе сообщённая системе теплота (Q) равна приращению внутренней энергии системы (MJ), сложенному с работой, которую произвела система (И/) [c.452]

Выделение теплоты в реакции и совершение внешней суммарной работы ссу-шествляются за счет уменьшения внутренней энергии системы согласно первому закону термодинамики [c.174]

Некогда установление факта, что теплота есть переданное количество энергии, а не особая субстанция, имело чрезвычайно важное значение в развитии термодинамики. Однако выяснение единой природы работы и теплоты не устраняет качественных различий этих двух способов передачи энергии. Путем совершения работы данный вид энергии можно преобразовать в любой другой. Теплообмен же служит только для превраш ения внутренней энергии одной системы во внутреннюю же энергию другой системы. (Другие стороны вопроса о неравноценности теплообмена и работы выяснятся при обсуждении второго начала термодинамики.) [c.65]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...