Внутренняя энергия термодинамической системы

Полученное уравнение является математическим выражением первого закона термодинамики. Оно формулируется так изменение внутренней энергии термодинамической системы равно алгебраической сумме полученной системой энергии в форме теплоты dq и совершенной ею внешней работы dl, или подведенная к рабочему телу энергия в форме теплоты расходуется на изменение внутренней энергии тела и на совершение телом внешней работы. [c.63]

Изменение количества энергии в теле (системе) может произойти только в том случае, если оно вступит во взаимодействие с другими телами, передавая им часть своей энергии или воспринимая от них часть их энергии. Таким образом, количество энергии в макротеле может меняться только при осуществлении процесса энергообмена с другими телами. Эта передача энергии может осуществляться двумя известными нам путями — посредством работы или теплообмена между телами. Оба способа передачи энергии не являются равноценными. Если затрачиваемая работа может пойти на увеличение любого вида энергии, то теплота без предварительного преобразования в работу пойдет только на увеличение внутренней энергии термодинамической системы. [c.28]

Существование поверхностной энергии означает, что внутренняя энергия термодинамической системы, а следовательно, и все термодинамические функции обусловлены не только объемными эффектами. Необходимо учитывать также поверхностные эффекты (поверхностную энергию на границах системы), т. е. принимать во внимание поверхностное натяжение и обусловленные им капиллярные силы. [c.225]

Часть полного запаса энергии термодинамической системы, которая не связана с положением системы в поле внешних сил и с движением самой системы относительно внешней среды, называется внутренней энергией термодинамической системы. [c.7]

Следовательно, первый закон термодинамики для произвольной термодинамической системы, обладающей многими степенями свободы может быть сформулирован так изменение внутренней энергии термодинамической системы равно алгебраической сумме внешних воздействий. [c.24]

Следовательно, изменение внутренней энергии термодинамической системы равно разности между количеством теплоты и работой. [c.24]

Ш— изменение внутренней энергии термодинамической системы [c.20]

Внутренняя энергия термодинамической системы U состоит из энергии движения молекул, энергий молекулярного, внутриатомного и других взаимодействий. В общем случае при термодинамическом анализе внутреннюю энергию не разделяют на составляющие части, а считают, что она является функцией состояния, т.е. определяет внутреннее состояние системы и зависит от параметров состояния. Экспериментальные исследования свойств газов показали, что внутренняя энергия идеального газа зависит только от его температуры и не зависит от давления газа и занимаемого им объема. [c.88]

Одной из энергетических характеристик, широко используемой в термодинамическом анализе, является энтальпия. Энтальпия Н— это величина, равная сумме внутренней энергии термодинамической системы и произведения давления /> и ее объема W [c.92]

Итак, зависимость (8.7) позволяет сформулировать первый закон термодинамики следующим образом изменение внутренней энергии термодинамической системы равно разности между подведенной к ней теплотой и работой, совершенной этой системой. [c.95]

Как было отмечено выше, внутренняя энергия термодинамической системы определяется параметрами ее состояния. Поэтому в начале и конце цикла ее внутренняя энергия одинакова, т. е. за цикл приращение внутренней энергии At/= 0. Тогда на основании первого закона термодинамики (8.7) запишем [c.101]

Принцип существования внутренней энергии термодинамической системы как функции координат состояния этой системы (47) является одним из важнейших следствий исходного постулата первого начала термодинамики. [c.33]

Рис. 2. Определение знаков теплоты, работы процесса и изменения внутренней энергии термодинамической системы

Внутренняя энергия термодинамической системы [c.9]

Что называется внутренней энергией термодинамической системы [c.15]

Количества теплоты и работы, определяющие изменение внутренней энергии термодинамической системы в уравнении первого закона термодинамики (1.5), должны выражаться, вообще говоря, через параметры состояния окружающей среды, так как й1 = = —йЕо.с, а [c.124]

Такое разнообразие выражений для элементарных работ вызвано принятыми в физике способами описания электрических и магнитных явлений, а не термодинамическими особенностями этих систем. Действительно, соотношение (19.7) показывает, что функцию и можно рассматривать не как внутреннюю энергию, а как термодинамический потенциал Ль являющийся преобразованием Лежандра функции V. Формальный смысл введения этой функции—замена переменной на сопряженную ей интенсивную переменную 6. Соотношение между V" ц. и ъ поляризованной системе подобно соотношению между Я и (У в рассмотренных выше механических системах. Так, если давление в цилиндре создается весом поршня mg, то потенциальная энергия поршня mgh = Pa)h = PV, где h — высота цилиндра, со — площадь поверхности поршня. Можно ограничить рассматриваемую систему телом, находящимся, внутри цилиндра, внутренняя энергия такой системы равна U. Но можно включить в систему и поршень, тогда внутренняя энергия равняется U + PV=H. Физический смысл слагаемых типа VdP, входящих в фундаментальное уравнение функции, Н Т, Р, п) [c.161]

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]

Внутренняя энергия — не единственный вид энергии, которым может об.ладать термодинамическая система. Рассмотрим небольшой объем жидкости (жидкую частицу), движущейся вместе с окружающим ее потоком. Такая жидкая частица обладает кинетической энергией, равной половине произведения массы частицы на квадрат скорости потока, потенциальной энергией в поле сил тяжести и, наконец, внутренней энергией сумма этих трех энергий есть полная энергия системы. Закон сохранения и превращения энергии можно сформулировать так, что будут учтены все три указанных вида энергии (этот вопрос рассматривается в гл. 7). Из сказанного ясно, что к внутренней энергии относится та часть полной энергии термодинамической системы, которая не связана с движением системы как целого и с положением системы в поле сил тяжести. [c.20]

Поскольку термодинамическая система представляет собой совокупность колоссального количества микрочастиц (молекул, атомов и т. п.), внутренняя энергия с точки зрения микроструктуры вещества представляет собой сумму энергий отдельных микрочастиц системы. Например, каждая молекула газа обладает кинетической энергией поступательного, вращательного и колебательного движений (взаимное колебательное движение атомов молекулы связано и с потенциальной энергией) потенциальной энергией межмолекулярного взаимодействия внутриатомной и внутриядерной энергией. Просуммировав все виды энергии для одной молекулы и умножив эту сумму на количество молекул в термодинамической системе, получим внутреннюю энергию этой системы. Разумеется, в рамках термодинамики такого рода расчеты не производятся по причине, указанной в гл. 1 термодинамика — наука феноменологическая и ее основные положения не связаны с микроструктурой тел. [c.20]

Расширим понятие термодинамического потенциала, вводя в рассмотрение более сложные системы, такие как, например, системы с. химическими или фазовыми превращениями, а также открытые системы. Внутренняя энергия двухфазной системы, состоящей из воды и водяного пара, зависит от того, какая часть массы системы приходится на жидкую фазу и какая — на паровую (см. 12). Каждая фаза представляет собой открытую систему, внутренняя энергия которой зависит от массы. Внутренняя энергия смеси газов зависит от состава этой смеси. Термодинамические потенциалы К, Яи(3 связаны с внутренней энергией, поэтому все сказанное справедливо и для них. Действительно, Р — и—ТЗ, при этом Р называют также свободной энергией, а ТЗ — связанной энергией, их сумма равна внутренней энергии 7 энтальпия Н — изобарный потенциал ( = [/-)- [c.247]

Связь внутренней энергии парожидкостной системы с термодинамическими параметрами состояния можно получить следующим образом. Запишем формулу для скрытой теплоты фазового превращения в виде [c.13]

Количественная сторона закона сохранения и превращения энергии в применении к термодинамическим системам выражается первым началом термодинамики — внутренняя энергия Е системы является однозначной функцией ее состояния и изменяется только под влиянием внешних сил. Термодинамическая система может совершать работу — это может быть работа расширения против сил внешнего давления, работа увеличения поверхности против сил поверхностного натяжения, работа перемещения вещества в поле тяготения и т.п. Несмотря на различия физической сущности различных видов работы, общим для них является то, что соотношения для подсчета величины работы А во всех случаях являются структурно-одинаковыми и имеют вид [c.10]

В общем случае движущей силой диффузии, как и большинства физико-химических процессов, является разность термодинамических или химических потенциалов. Путем перераспределения вещества система стремится к выравниванию локальных разностей потенциалов, приближаясь к термодинамическому равновесию. В более частном случае, когда внутренняя энергия диффузионной системы не подвергается существенным изменениям, движущей силой процесса можно считать разность концентраций диффундирующего вещества. [c.11]

Чтобы пояснить сказанное, рассмотрим подробнее один из термодинамических потенциалов — внутреннюю энергию замкнутой системы [c.34]

Т , S , и р , описывающие термодинамическое состояние системы. Тогда энтропия, объем и внутренняя энергия всей системы в целом определяются следующим образом [c.92]

Энтропия, так же как и внутренняя энергия, является однозначной функцией внутреннего состояния термодинамической системы. Энтропия не зависит от пути, по которому происходит термодинамическое изменение, ее производная является абсолютной производной. Энтропия связана с приращением количества тепла следующей зависимостью [c.73]

Для всех изменений состояния в широком смысле справедлив закон сохранения энергии. Он утверждает, что энергия может переходить только из одной формы в другую (включая эквивалентность массы и энергии). Каждому термодинамически равновесному состоянию однородной системы (например, однородному телу постоянной плотности при постоянном давлении и постоянной температуре) соответствует определенное значение так называемой внутренней энергии Е системы. Она соответствует содержащейся в системе потенциальной механической энергии и тепловой энергии. [c.78]

Поскольку движение неотделимо от материи, а мерой движения является энергия, постольку последняя неотделима от материи, т. е. не может быть энергии вне материи, равно как и материи, не обладающей запасом энергии. Термодинамическая система, являющаяся некоторым материальным телом, всегда обладает энергией, называемой внутренней энергией системы. [c.14]

Излучение можно рассматривать как обыкновенную термодинамическую систему. Внутренняя энергия такой системы [c.143]

При изучении термодинамического равновесия вводят вспомогательные (дополнительные) связи. В ряде случаев бывает полезно рассматривать проблему равновесия не в целом, а лишь частично и выбирать специальную систему вариаций, совместных с этими условиями. На параметры можно наложить любые дополнительные связи, не нарушающие равновесия системы, и рассматривать, таким образом, неполное равновесие. Такое введение дополнительных связей является очень полезным и дает во многих задачах достаточный критерий равновесия. Вариация внутренней энергии гетерогенной системы равна [c.53]

И тем не менее внутренняя энергия данной системы является однозначной функцией ее состояния, определяемого сочетанием термодинамических параметров. [c.171]

Внутренней энергией тела системы тел) и называется энергия, зависящая только от термодинамического состояния (П.3.1.2°) тела или системы тел. [c.134]

УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ, связывает давление р, объём V и темп-ру Т физически однородной системы в состоянии равновесия термодинамического /(р, V, Г)=0. Это ур-ние наз. термическим У. с., в отличие от калорического У. с., определяющего внутреннюю энергию II системы как ф-цию к.-л. двух из трёх параметров р, V, Т. Термич. У. с. позволяет выразить давление через объём и темп-ру р=р У, Т) и опреде- [c.789]

Основываясь на таком рассуждении, были введены элементарные понятия квантовой и статистической механики для интерпретации эмпирической стороны классической термодинамики. Квантовое представление об энергетических уровнях использовано для интерпретации внутренней энергии. Статистические теории приведены для того, чтобы показать, что термодинамические энергии и энтропия являются средними или статистическими свойствами системы в целом. Это позволяет понять основные положения второго закона, обоснование третьего закона и шкалу абсолютных энтропий. Также представлены методы вычисления теплоемкости и абсолютной энтропии идеальных газов. Численные значения абсолютной энтропии особенно важны для анализа систем с химическими реакциями. После рассмотрения этих основных положений технические применения даны в виде обычных термодинамических соотношений. [c.27]

Формула Лапласа. В предыдущих разделах предполагалось, что внутренняя энергия термодинамической системы, а следовательно, и все термодинамические потенциалы обусловлены только объемными эффектами поверхностными эффектами (поверхностной энергией, сосредоточенной на поверхности раздела разнородных тел или фаз) пренебрегалось. На самом деле в довольно большом числе случаев оказывается необходиымым учитывать поверхностную энергию на границе раздела каждой из фаз, в частности, принимать во внимание поверхностное натяжение и связанные с ним капиллярные силы. [c.146]

Выражение (8.3) означает, что изменение внутренней энергии термодинамической системы (индекс Ь от латинского internal — внутренний) происходит в результате теплообмена с окружающей средой (индекс е от латинского external — внешний) и соверше- [c.195]

Внешняя энергия складывается из кинетической энергии движения системы в целом относительно тел окружающей среды и потенциальной энергии, обусловленной положением системы в поле сил, например в поле сил тяжести. В подавляющем большинстве случаев в технической термодинамике потенциальная энергия системы вообще не рассматривается, так как ее изменение в процессах, анализом которых занимается техническая термодинамика, пренебрежимо мало. Что же касается кинетической энергии, то она имеет существенное значение лишь при термодинамическом анализе потока газа. При этом она учитывается в уравнениях в виде отдельного слагаемого. Поэтому основным термодинами-ческгим понятием является внутренняя энергия системы. Внутренняя энергия термодинамической системы представляет собой энергию всех видов движения [c.9]

Во всех предшествующих рассуждениях считалось, что внутренняя энергия термодинамической системы, а следовательно, и все термодинамические потенциалы эбусловлены только объемными эффектами эффектами на границе раздела разных )аз или отдельных отличающихся, по своим свойствам областей одной и той же зазы пренебрегал ось. На самом деле в довольно большом числе случаев оказывается eoбxoдимым учитывать энергию на поверхности раздела сосуществующих фаз зещества или на границах особых областей внутри данной фазы. [c.77]

В общем случае каждое из тел может одновременно оказывать на термодинамическую систему воздействия различных родов. Воздействия одного рода, исходящие от различных тел, производят в термодинамической системе качественно одинаковые изменения. Поэтому клас-енфикация внешних воздействий производятся по родам взаимодействия, т. е. по формам обмена энергией. В связи с этим при составлении баланса энергии термодинамической системы алгебраически суммируются количества воздействий, исходящих от всех окружающих тел, только одного рода сумма эта составляет общее количество воздействия данного рода со стороны окружающей среды на термодинамическую систему. При этом можно не рассматривать конкретные свойства тел окружающей среды и учитывать лишь количества воздействий различных родов от каждого 1-го тела, изменяющие внутреннюю энергию системы (рис. 4, а). [c.23]

В этой форме записи только dU является полным дифференциалом, dQ и dV следует рассматривать как исчезающе малые количества Q и соответс гвенио. Это связано с тем, что в отличие от внутренней энергии получаемая системой теплота и совершаемая ею работа определяются не только термодинамическими параметрами системы, но и процессом их изменения. (Примеч. ред.) [c.48]

ЭНТАЛЬПЙЯ (от греч. еп1Ьа1ро — нагреваю) (теплосодержание, тепловая функция Гиббса), потенциал термодинамический, характеризующий состояние макроскопич. системы в термодинамич. равновесии при выборе в кач-ве основных независимых переменных энтропии 8 и давления р. Обозначается Н 8, р, N, Х1), ще N — число ч-ц системы, Х1 — др. макроскопич. параметры системы. Э.— аддитивная ф-ция (т. е. Э. всей системы равна сумме Э. составляющих её частей), с внутренней энергией 17 системы Э. связана соотношением [c.903]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...