Функция состояния и функция процесса. Внутренняя энергия системы Работа

Таким образом, энтальпия в данном состоянии представляет собой сумму внутренней энергии тела и работы, которую необходимо затратить, чтобы тело объемом V ввести в окружающую среду, имеющую давление р и находящуюся с телом в равновесном состоянии. Энтальпия системы У аналогично внутренней энергии имеет вполне определенное значение для каждого состояния, т. е. является функцией состояния. Следовательно, в процессе изменения состояния [c.31]

Напомним, что в отличие от внутренней энергии и энтальпии количество теплоты Q и работа L (пли L ) не являются функциями состояния, а представляют собой функции процесса, происходящего в системе. Значения этих величин зависят от пути, по которому совершается переход системы из начального состояния в данное. Поэтому лишено смысла, например, рассматривать количество теплоты, которым обладает тело, так как количество теплоты в зависимости от того, как был осуществлен переход тела в данное состояние, может иметь любое значение. Это означает, что бесконечно малые количества теплоты и работы dQ н dL не являются полными дифференциалами, несмотря на то, что разность dQ—dL) представляет собой полный дифференциал, равный дифференциалу внутренней энергии dU. [c.40]

При еще более низких температурах существуют магнитные газы в парамагнитных твердых телах. Речь идет о веществах, частицы которых имеют произвольно ориентированные в отсутствие поля магнитные моменты, так что в среднем образец такого вещества не поляризован. При включении поля происходит ориентация элементарных магнитиков и вещество приобретает суммарный магнитный момент. Адиабатическое размагничивание таких тел эквивалентно адиабатическому расширению газа, так как работа размагничивания производится за счет внутренней энергии тела и оно должно охлаждаться. Для количественной характеристики процесса, основываясь на (9.30), введем функцию состояния, обобщенную энтальпию, Н = Н—УЖЖ, дифференциал которой при постоянном давлении и химическом составе системы [c.163]

Внутренняя энергия U—функция состояния закрытой термодинамической системы, определяемая тем, что ее приращение в любом процессе, происходящем в этой системе, равно сумме теплоты, сообщенной системе, и работы, совершенной над ней [c.97]

По первому началу, изменение внутренней энергии dU при элементарном процессе перехода системы из одного состояния в бесконечно близкое есть полный дифференциал и, следовательно, конечное ее изменение U2 — Ui будет одним и тем же независимо от пути перехода системы из состояния 1 в 2 (рис. 2) — по пути, условно обозначенному а или Ь, но Q и W будут при этом разные. Это означает, что W и Q в отличие от U не являются функциями состояния системы, а характеризуют процесс, испытываемый системой, т. е. являются функциями от линии, или функционалами. То, что выражение для элементарной работы bW не является полным дифференциалом, устанавливается в общем случае на основе второго исходного положения термодинамики (см. задачу 1.2), а то, что дифференциальное выражение для 5g не есть полный дифференциал, непосредственно следует из уравнения первого начала (2.2). [c.37]

Внутренняя энергия представляет собой полный запас энергии тела, характеризующий его внутреннее состояние. Она, естественно, является функцией только данного состояния термодинамической системы, т. е. в каждом своем состоянии она имеет только одно значение, ее изменение не зависит от пути процесса, а численная величина измеряется только начальными и конечными точками процесса. Поэтому для ее обозначения используется символ полного дифференциала, би или би в отличие от обозначения работы, где используется символ общей бесконечно малой величины 8. [c.18]

Термодинамическим потенциалом называется функция состояния, убыль которой в равновесном процессе равна при определенных условиях работе, произведенной системой. Термодинамическими потенциалами являются, в частности, удельные внутренняя энергия и энтальпия. [c.152]

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]

В отличие от внутренней энергии IJ количество тепла Q и работа А не являются функциями состояния. Как количество тепла, так и работа являются функциями процесса, который имеет место в системе. Количество тепла и работа зависят от того пути, по которому система переходит из одного состояния в другое. [c.22]

В отличие от внутренней энергии количество тепла С и механическая работа Ь или Ь не являются функциями состояния. Количество тепла и работа являются функциями процесса, происходящего в системе их величина зависит от пути, по которому совершается переход из начального состояния в данное состояние. Поэтому, например, лишено смысла говорить [c.27]

Поскольку в круговом процессе не должно быть приращения внутренней энергии (все параметры и функции состояния системы в конце цикла равны первоначальным), по закону сохранения энергии теплота Q эквивалентна механической работе. Тогда термический КПД цикла [c.393]

Напомним, что в отличие от внутренней энергии и энтальпии количество теплоты Q и работа Ь (или Ь ) не являются функциями состояния, а представляют собой функции процесса, происходящего в системе их значения зависят от пути, по которому совершается переход из начального состояния в данное. Математически это выражается тем, что бесконечно малые количества теплоты и работы dQ и йЬ не являются полными дифференциалами. Наоборот, разность йС1 — йЬ представляет собой полный дифференциал, равный дифференциалу внутренней энергии (Ш, [c.17]

Химические реакции сопровождаются превращением энергии. Например, процессы сгорания сопровождаются значительным тепловыделением, так называемым тепловым эффектом реакции. При соответствующей организации процесса можно, как мы это видели на примере двигателей внутреннего сгорания, большую или меньшую часть этой энергии превратить в работу. В случае обратимого процесса получаемая работа, как мы увидим ниже, может оказаться даже больше теплового эффекта необратимого протекания реакции. При этом от окружающей среды отбирается некоторое количество тепла, превращаемое в работу аналогично тому, как это происходит при изотермическом расширении газа. В этом случае реакция характеризуется положительной затратой тепла и отрицательной работой. В действительных процессах количество получаемой работы меньше. Но то, что не превратилось в работу, должно появиться в виде тепла, ибо, независимо от того, обратимы или необратимы процессы, изменение внутренней энергии или энтальпии системы должно быть одним и тем же, поскольку процесс осуществляет ся между одними и теми же начальным и конечным состояниями, а U и I являются функциями состояния. [c.306]

Внутренняя энергия складывается из кинетической энергии движения частиц изучаемой системы (атомов, молекул, ионов, электронов и др.) и энергии взаимодействий между ними (внутри- и межмолеку.тарных). В термодинамике определяется лишь изменение вщтренней энергии в различных процессах (At/). Внутренняя энергия, как функцш состояния системы вводится первым началом термодинамики, согласно которому разность между теплотой ЪО, переданной системе, и работой 5IV, совершаемой системой, зависит только от начального и конечного состояния системы и не зависит от пути перехода, т.е. представляет собой изменение функции состояния [c.57]

КРУГОВОЙ ПРОЦЕСС (цикл), термодинамич. процесс, при к-ром система, претерпев ряд изменений, возвращается в исходное состояние. Термодинамич. параметры и характеристические функции состояния системы внутренняя энергия II, энтальпия, изохорный и изобарный термодинамич. потенциалы, энтропия и др.) в результате К. п. вновь принимают первонач. значения, и, следовательно, их изменения при К. п. равны нулю (ДС/ О и т. д.). Из первого начала термодинамики (закона сохранения энергии) следует, что произведённая в К. п. системой или над системой работа А) равна алгебр, сумме кол-в теплоты Q), полученных или отданных на каждом участке К. п. А 7= = Л=0, A=Q. В результате т. н. прямого К. п. теплота превращается в работу, а в обратных К. п. работа затрачивается на перенос [c.333]

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]

То, что внутренняя энергия есть полный дифференциал, т. е. функция состояния, вытекает из закона сохранения, который утверждает, что южная система в каждом своем состоянии имеет только одно значение внутренней энергии. Если бы это было не так, т. е. система имела бы разные значеиля, то можно было бы отнять эту разность, а состояние системы не изменилось бы, и она могла бы служить источником энергии, не испытывая при этом никаких изменений. Однако это противоречит закону сохранения энергии. Следовательно, остается принять единственное утверждение, что внутренняя энергия есть функция состояния, а для ее элементарного изменения в процессе использовать символ 60 — символ полного дифференциала в отличие от изменения работы в элементарном процессе, где мы используем о(5щий символ бесконечно малых величин 6, отмечая при этом, даже при написании, что работа не есть полный дифференциал, и что, не являясь фуньщией состояния, она зависит от пути процесса. [c.19]

Из первого начала термодинамики следует, что внутренняя энергия и системы является (функцией состояния. Действительно, в противном случае при круговом процессе оказалось бы возможным получить работу от некоторого устройства (вечного двигателя первого рода), не заимствуя энергии извне. Итак, возможны две ( )ормулировки первого начала термодинамики [c.35]

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]

Изменение внутренней энергии газа в этих процессах одинаково, поскольку одинаковы начальное и конечное состояния газа. Но соотношение между теплотой и работой в каждом из этих процессов различно. Действительно, в процессе 1-6-2 внешней системой получено меньше работы, чем в процессе 1-а-2 (так как пл.1б2пт1, очевидно, меньше, чем пл.1а2пгп1). Следовательно, в процессе 1-6-2 внешней системой получено больше тепла, чем в процессе 1-а-2 (так как сумма теплоты и работы, равная изменению внутренней энергии, одна и та же). На основании этого общего примера можно сделать вывод, что теплота является не только функцией состояния, но и функцией процесса, ибо при фиксированных начальном и конечном состояниях газа теплота меняется вместе с изменением процесса перехода из начального состояния в конечное. [c.66]

Так как теплота и работа не являются функциями состояния, то внутреннюю энергию нельзя делить на тепловую и механическую. Только тогда, когда изменяется состояние системы, а вместе с ними и ее энергия, изменение энергии системы можно разделить на произведенную системой работу и количество теплоты, получент-ной системой. Такое деление не определяется однозначно начальным и конечным состояниями системы, а зависит от характера происходящего в системе процесса. [c.17]

Для закрытой системы энергию, которой система обменивается с окружающей средой, можно разделить на две части иа количество теапоты dQ и количество механической энергии dW. Эти составляющие dQ и д в отличие от полной внутренней энергии dU не являются независимыми от способа преобразования нельзя однозначно задать dQ или dW, просто указав начальное и конечное состояния. Следовательно, невозможно определить функцию Q, которая зависит только от начального и конечного состояний, т. е. тепловая энергия (теплосодержание) ие функция состояния. Поэтому справедливо, что каждая система обладает некоторым количеством энергии II, но совершенно невозможно утверждать, что каждая система обладает некоторым количеством теплоты Q или работы IV. Однако количество теплоты, которым система обменялась с окружающей средой в том или ином превращении, можно определить без труда. Если скорость процесса, возникающего в результате обмена теплом, известна, то dQ — количество теплоты, которым система обменялась с окружающей средой за интервал времени dt. [c.51]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...