Полная и внутренняя энергия тела (системы тел)

Полная и внутренняя энергия тела (системы тел) [c.133]

Чтобы установить физическое содержание функций и и I, сравним сначала уравнение (2.7) с уравнением (2.3), описывающим изменение полной энергии системы. Из этого сопоставления следует, что внутренняя энергия есть собственная энергия тела, присущая ему как таковому. [c.30]

Энтальпия же согласно выражению (2.9) есть не что иное, как полная энергия, связанная с данным состоянием тела она состоит из внутренней энергии и тела и величины рУ, представляющей собой работу, которую нужно было затратить для того, чтобы ввести тело объемом У во внешнюю среду, имеющую повсюду одинаковое давление р, или, что то же самое, потенциальную энергию связи данного тела с окружающей средой, когда эта связь осуществляется исключительно через внешнее давление. Можно также сказать, что энтальпия равняется сумме внутренних энергий системы и находящегося с ней в механическом равновесии внешнего источника работы (в частности окружающей среды) механическое равновесие означает, что источник работы оказывает на систему внешнее давление, равное давлению внутри системы. [c.30]

Напомним, что в отличие от внутренней энергии и энтальпии количество теплоты Q и работа L (или L ) не являются функциями состояния, а представляют собой функции процесса, происходящего в системе их величины зависят от пути, по которому совершается переход из начального состояния в данное. Поэтому, например, лишено смысла говорить о количестве теплоты, которой обладает тело в данном состоянии, поскольку количество теплоты в зависимости от того, как был осуществлен переход тела в данное состояние, может иметь любое значение. Математически это выражается тем, что бесконечно малые количества теплоты и работы dQ и dL не являются полными дифференциалами. Наоборот, разность dQ и dL представляет собой полный дифференциал, равный дифференциалу внутренней энергии dU. [c.32]

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]

Теплота есть энергия, передаваемая более нагретым телом менее нагретому, не связанная с переносом вещества и совершением работы. Теплообмен — это форма передачи энергии от одних тел к другим путем теплопроводности, конвекции и излучения. Теплообмен между телами осуществляется только в условиях, когда тела имеют разную температуру. Из определения понятия теплоты следует, что можно говорить только о количестве переданной теплоты от одного тела к другому и нет смысла говорить, что тело или система тел содержит то или иное количество теплоты. Тело (или система тел) содержит только внутреннюю энергию. Количество же теплоты, получаемое телом, зависит от вида процесса, от того пути, по которому система переходит из одного состояния в другое. Поэтому элементарные количества теплоты рассматриваются как бесконечно малые величины, не являющиеся полными дифференциалами бQ — элементарное количество теплоты, полученное телом — элементарное количество теплоты, отнесенное к еди- [c.10]

Здесь Р (а) — линейная функция от о и производных о до порядка п включительно с постоянными коэффициентами, Q e) — такая же функция от деформации е. К соотношению вида (17.5.9) можно прийти, если рассмотреть модель, составленную из большого числа пружин и вязких сопротивлений, соединенных в разных комбинациях последовательно и параллельно. Конечно, было бы достаточно наивно искать в структуре материала соответствующие упругие и вязкие элементы, однако способ, основанный на построении реологических моделей, обладает некоторым преимуществом. Мы убедились, что в уравнении (17.5.8) должно быть J. < , при этом не было необходимости в обращении к модели, условие < Е, из которого следует первое неравенство, означает только то, что приложенная сила совершает положительную работу, расходуемую на накопление энергии деформации, а частично рассеиваемую в виде тепла. В общем случае (17.5.9) тоже должны быть выполнены некоторые неравенства, которые могут быть не столь очевидны. Но если построена эквивалентная реологическая модель из стержней, накапливающих энергию, и вязких сопротивлений, рассеивающих ее, то у нас есть полная уверенность в том, что для соответствующего модельного тела законы термодинамики будут выполняться. Второе преимущество модельных представлений состоит в том, что для любой заданной конфигурации системы может быть вычислена внутренняя энергия, представляющая собою энергию упругих пружин, и скорость необратимой диссипации энергии вязкими элементами. Имея в распоряжении закон наследственной упругости (17.5.1), (17.5.2), мы можем подсчитать полную работу деформирования, но не можем отделить накопленную энергию от рассеянной. Поэтому, например. Блонд целиком строит изложение теории на модельных представлениях. [c.590]

Для установления физического содержания функций U и I сравним уравнение (1.30) с уравнением (1.25), описывающим изменение полной энергии системы. Из сравнения следует, что внутренняя энергия есть собственная энергия тела. [c.33]

В случае потока (открытой системы) в преобразовании энергии [см. формулу (e)J принимает участие помимо внутренней энергии потенциальная энергия давления и потенциальная энергия гравитации. Последняя, как правило, имеет пренебрежимо малое значение сравнительно с другими составляющими полной энергии рабочего тела. Пренебрегая ее значением, найдем, что энергия тела, способная превращаться в потоке в приращение кинетической энергии и во внешнюю работу, состоит из внутренней энергии U и потенциальной энергии давления pV. Сумма этих двух величин составляет новую физическую величину, называемую энтальпией, обозначаемую буквой / [c.24]

Чтобы установить физическое содержание функций U vi I, сравним сначала уравнение (2-8) с уравнением (2-4), описывающим изменение полной энергии системы. Из этого сопоставления следует, что внутренняя энергия есть собственная энергия тела (системы), присущая ему как таковому энтальпия же согласно (i2-10) есть не что иное, как полная энергия, связанная с данным состоянием тела она состоит из внутренней энергии и тела и величины p V, представляющей собой работу, которую нужно было затратить для того, чтобы ввести тело объемом V во внешнюю среду, имеющую повсюду одинаковое давление р. Превышение 1 над и сопряжено с наличием внешней по отношению к среде силой. Оно тем больше, чем выше давление среды [c.32]

Второй член правой части (1.34) называют внутренней потенциальной энергией системы. Она, вообще говоря, отлична от нуля и, что весьма важно, может изменяться вместе с изменением самой системы с течением времени. Только для частного класса систем —для твердых гел — внутренний потенциал есть величина постоянная. Формально, твердое тело можно определить как систему материальных точек, расстояния между которыми постоянны и не могут изменяться со временем. В этом случае величины r,j постоянны, и поэтому векторы ёгц перпендикулярны к соответствующим векторам rjj, а следовательно, и к силам fjj. По этой причине в твердом теле внутренние силы не совершают работы, и внутренний потенциал должен оставаться постоянным. Так как полный потенциал во всех случаях есть величина, определенная лишь с точностью до аддитивной постоянной, то постоянный внутренний потенциал можно при исследовании движения системы совершенно не рассматривать. [c.21]

Конечно, механическая энергия при этом не исчезает бесследно она лишь переходит в другую форму — во внутреннюю энергию тел. Однако только опыт доказывает, что увеличение внутренней энергии в замкнутой системе в точности равно убыли полной механической энергии системы. Поэтому, опираясь только на опыт, можно сформулировать закон сохранения энергии в самом общем виде энергия никогда не исчезает и не появляется из ничего она лишь превращается из одного вида в другой. [c.158]

Силы, стремящиеся изменить внутренние координаты комбинированных систем, вместе с силами, которые воздействуют со стороны каждой из систем на тела, представленные так называемыми внешними координатами, могут быть выведены из единой силовой функции, которую, взятую с обратным знаком, мы назовем потенциальной энергией комбинированных систем и обозначим через Мы предположим, что первоначально ни одна из систем Двух ансамблей и не попадает в сферу действия другой, так что потенциальная энергия комбинированной системы распадается на две части, соответствующие комбинируемым системам по отдельности. То же самое, очевидно, справедливо и для кинетической энергии ложной комбинированной системы и, следовательно, для ее полной энергии. Это может быть выражено уравнением [c.159]

Если состояние системы изменилось в результате любого термодинамического процесса, то изменение ее внутренней энергии не зависит от того, как протекал этот процесс, а зависит только лишь от конечного и начального состояния рабочего тела. Поэтому полное изменение энергии тела в процессе определяется разностью значений энергии в начале и конце взаимодействия тела с внешней средой [c.84]

Т. е. 1) дифференциал кинетической энергии материальной системы на бесконечно малом ее перемеи ении равен алгебраической сумме элементарных работ всех сил на соответствующих перемещениях их точек приложения 2) приращение кинетической энергии материальной системы на конечном ее перемещении равно алгебраической сумме полных работ всех сил на соответствующих перемещениях их точек приложения. Слова всех сил означают в обоих случаях всех заданных сил и реакций связей или всех внешних и внутренних сил. В законах количеств движения и кинетических моментов внутренние силы не фигурировали, ибо их главный вектор и главный векторный момент относительно любого центра равны нулю но алгебраическая сумма работ внутренних сил в общем случае материальной системы не равна нулю, как показано в п. 5° 2 она равна нулю в частном случае абсолютно твердого тела, но уже для упругого тела не равна нулю ). [c.206]

В частном случае может быть, что полная энергия тела или системы равна только ее внутренней энергии, т. е. = и. Такой случай может быть при кин = Oj = О, т. е. система находится в покое вне поля сил тяготения. Этот случай в основном мы и будем рассматривать в курсе термодинамики. [c.39]

Поскольку внутренняя энергия обладает полным дифференциалом dlJ, она является функцией состояния системы. Работа Wi совершаемая системой над внешними телами, и теплота Q, полученная системой от внешнего источника, не обладают полными дифференциалами и не являются, следовательно, функциями состояния. Эти величины зависят от пути, по которому система переходит из начального в конечное состояние. [c.45]

Рассмотрим 1 кг рабочего тела, находящегося под поршнем в цилиндре с давлением р (фиг. 6). Для уравновешивания давления газа р поршень должен быть нагружен грузом, вес G которого равен pf. В этом случае полная энергия э рассматриваемой системы (газ и груз) будет состоять из внутренней энергии рабочего тела и и потенциальной энергии груза [c.25]

Другими словами, энтальпия тела — полная энергия расширенной системы, состоящей из тела и окружающей среды (за вычетом внутренней энергии последней). [c.16]

Пусть Э — полная потенциальная знергия системы, определяемая как разность между работой внутренних сил (энергией деформации) и внешних сил. На действительном поле перемещений вариация полной потенциальной энергии тела равна нулю [c.46]

Оказалось, что при движении тел изолированной системы только под действием внутренних сил полная энергия системы не изменяется. При движении тел произошло только превращение части потенциальной энергии в кинетическую. В этом и состоит закон сохранения энергии, который можно сформулировать следующим образом [c.247]

Полная внутренняя энергия изолированной системы двух тел, которые обмениваются теплом, должна оставаться постоянной, а ее полная энтропия должна воаоастать, если первоначально температуры тел не были равны. Так как объемы обоих тел по условию остаются неизменными, единственной причиной изменения их энтропий и 2, а вместе с ними и полной энтропии системы, будет перераспределение энергии между телами. [c.73]

Рассмотрим какое-либо тело, находящееся в окружающей среде, давление р и температура 7 которой постоянны. Энтропия расширенной системы, т. е. тела и окружающей среды, S равна сумме энтропий тела и окружающей среды. При равновесии между телом и окружающей средой энтропия S является функцией внутренней энергии U всей системы (т. е. тела и окружающей среды), изображенной на рис. 10.1 сплошной кривой . Если тело не находится в равновесии с окружающей средой, то его состояние изображается точкой Ь, лежащей ниже указанной кривой S ( / ), поскольку энтропия системы в равновесном состоянии больше, чем в неравновесном. Длина вертикального отрезка аЬ численно равна разности энтропий системы в равновесном и неравновесном состояниях, отвечающих одному и тому же значению полной энергии системы. Длина горизонтального участка сЬ численно равна изменению полной энергии системы при обратимом адиабатическом (S = onst) переходе из состояния с равновесия со средой, соответствующего значению энтропии 5 , в состояние Ъ, отвечающее тому же значению энтропии. Но при неизменной энтропии системы убыль внутренней энергии системы U — Vl представляет собой максимальную работу L,naxj [c.336]

Система В при этом не совершает работы. Количество тепла Щ, которое поступает в систему С, пойдет на изменение внутренней энергии системы С и на совершение системой работы против внешних тел. Следует иметь в виду, что U — функция состояния системы В, а не системы С, так что из равенства 8Q= —dU не следует, что 8Q —полный дифференциал функции состояния системы С. На оснс рании закона сохранения и превращения энергии и уравнения (1) получим [c.21]

Это соотношение гласит малое изменение йи внутренней энергии и равно сумме изменения работы деформации и изменения количества тепла, введенного в рассматриваемый бесконечно малый объем тела. Измен ение количества тепла равно Тйз, где 5 — энтропия системы входяшие в (3) величины отнесены к единице объема. Следует добавить, что приращение внутренней энергии представляет собой полный дифференциал. Независимые переменные в (3) суть деформации 8г - и энтропия 5, т. е. и = и гц, 5). Вместо функции и удобно ввести свободную энергию Гельмгольца =и — зТ, являющуюся функцией независимых переменных и Т тогда имеем [c.12]

При рассмотрении деформируемых тел это начало применяют к полному выражению потенциальной энергии системы. Под потенциальной энергией системы понимают ту работу, которую совершают силы системы как внутренние, так и внешние при переводе системы из деформированного состояния в недефор-мированное. [c.23]

Определим теперь полезную внешнюю работу, производимую адиабатически изолированной системой, которую составляет тело вместе с окружающей средой. Изолированная система имеет постоянный объем, и поэтому производимая ею полезная внешняя работа не связана с изменением объема. Обратимое изменение состояния сложной изолированной системы означает следующее. Изолированная система состоит в самом общем случае из отдельных, отличающихся друг от друга частей (например, по температуре, давлению, составу и т. д.), которые в общем случае могут быть даже не связаны между собой. Энтропия, внутренняя энергия и объем системы в целом равны соответственно сумме энтропий, внутренних энергий и объемов, составляющих систему частей. Когда температура, давление, состав или какие-либо другие свойства разных частей системы различны, то состояние системы не является, естественно, состоянием полного термодинамического равновесия и должно поддерживаться действием различных регуляторов адиабатических перегородок, жестких стенок, полупроницаемых перегородок и т. п. Если действие регуляторов осуществляется достаточно медленно, т. е. квазистатически, так чтобы в любой момент времени каждая из частей системы находилась в локальном равновесии, то состояние системы изменяется обратимым образом. [c.57]

Внутренняя энергия системы (рабочего тела) складывается из кинетической энep йи движения молекул и потенциальной энергии их взаимодействия. Мерой кннетнческбй энергии тепловых движений молекул является температура тела. Потенциальная составляющая внутренней энергии зависит и от температуры, и от удельного объема тела, так как взаимодействие молекул зависит От расстояний между ними. Таким образок, величина полной внутренней энергии тела II, измеряемой в джоулях, определяется двумя параметрами его состояния Гну. [c.41]

В механике сплошной среды тело представляет себе в виде некоторой субстанции, называемой материальным континуумом, непрерывно заполняющей объем геометрического пространства. Бесконечно малый объем тела также называется частицей. Феноменологически вводятся понятия плотности, перемещения и скорости, внутренней энергии, температуры, энтропии и потока тепла как непрерывно-дифференцируемых функций координат и времени. Вводятся еще. фундаментальные понятия МСС — внутренние напряжения и деформации и постулируется существование связи между ними и температурой, отражающей в конечном счете статистику движения и взаимодействия атомов. В МСС используются основные уравнения динамики системы и статистической механики, в первую очередь — законы сохранения массы, импульса, энергии И баланса энтропии. Обоснование этого и установление взаимосвязи вводимых феноменологических и статистических одинаковых понятий и величин целесообразно для более полного понима- [c.8]

УГОЛ естественною откоса — угол трения для случая сьшучей среды зрения — угол, под которым в центре глаза сходятся лучи от крайних точек предмета или его изображения краевой — угол между поверхностью тела и касательной плоскостью к искривленной поверхности жидкости в точке ее контакта с телом Маха — угол между образующей конуса Маха и его осью падения (отражения или преломления)— угол между направлением распространения падающей (отраженной или преломленной) волны и перпендикуляром к поверхности раздела двух сред, на (от) которую (ой) падает (отражается) или преломляется волна предельный полного внутреннего отражения — угол падения, при котором угол преломления становится равным 90 прецессии — угол Эйлера между осью А неподвижной системы координат и осью нутации, являющейся линией пересечения плоскостей xOj и x Of (неподвижной и подвижной) систем координат сдвига—мера деформации скольжения — угол между нада ющнм рентгеновским лучом и сетчатой плоскостью кристалла телесный — часть пространства, ограниченная замкнутой кони ческой поверхностью, а мерой его служит отношение нлоща ди, вырезаемой конической поверхностью на сфере произволь ного радиуса с центром в вершине конической поверхности к квадрату радиуса этой сферы трения—угол, ташенс которого равен коэффициенту трения скольжения) УДАР [—совокупность явлений, возникающих при столкновении движущихся твердых тел с резким изменением их скоростей движения, а также при некоторых видах взаимодействия твердого тела с жидкостью или газом абсолютно центральный <неупругий прямой возникает, если после удара тела движутся как одно целое, т. е. с одной и той же скоростью упругий косой и прямой возникают, если после удара тела движутся с неизменной суммарной кинетической энергией) ] [c.288]

Соответственно формам движения рассматриваются следую1цие виды энергии механическая, внутренняя, электромагнитная, химическая, ядерная и др. В ю. ирован-ной системе при любых процессах полная ч пср-гия системы не изменяется. Передача ii ep-гин от одного макроскопического тела к другому возможна двумя качествег но различными способами—в форме работы и в форме теплоты (путем теплообме> а). Если материал1,ная точка под действием силы F перемещается на dr. то сила F совершает элементарную работу [c.84]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...