Дайте понятие внутренней энергии. Какие виды внутренней энергии вы знаете? Как измеряется внутренняя энергия? В чем сущность первого начала термодинамики?
Страница 1

Биология » Концепции современного естествознания » Дайте понятие внутренней энергии. Какие виды внутренней энергии вы знаете? Как измеряется внутренняя энергия? В чем сущность первого начала термодинамики?

Внутренняя энергия тела, складывается из кинетической энергии молекул тела и их структурных единиц (атомов, электронов, ядер), энергии взаимодействия атомов в молекулах и т. д. Во внутреннюю энергию не входит энергия движения тела как целого и потенциальная энергия, которой может обладать тело в каком-либо силовом поле (гравитационном, магнитном и др.). С точки зрения термодинамики под внутренней энергией тела понимают сумму кинетической энергии хаотического движения составляющих ее частиц и потенциальной энергии их взаимодействия.

Для случая перехода системы из состояния 1 в состояние 2 можно записать следующее равенство, позволяющее рассчитать изменение внутренней энергии DU1-2:

DU1-2 = Q1-2 + A1-2' = Q1-2 - A1-2

или

Q1-2 = DU1-2 + A1-2,

где A1-2 - работа, совершаемая системой против действия внешних сил;

A1-2' - работа, совершаемая внешними силами над системой

Q1-2 - количество теплоты, сообщенное системе.

При переходе к бесконечно малым изменениям будет справедливо следующее равенство:

δQ = dU + δA,

где величины элементарного количества теплоты δQ и работы и δA положительны, если теплота подводится к системе и система совершает работу над внешними силами.

Для бесконечно малых приращений параметров состояния первое начало термодинамики можно сформулировать: элементарное количество теплоты, сообщенное термодинамической системе, идет на изменение ее внутренней энергии и совершение системой работы. Количество теплоты, как следует из первого начала термодинамики, измеряется в тех же единицах, что работа или энергия, т.е. в Джоулях. Существует механический эквивалент теплоты, определенный экспериментально. 1 Дж = 4.19 кал.

5. Приведите уравнение состояния идеального газа. Какая величина является мерой средней кинетической энергии молекул? Можно ли передать телу некоторое количество теплоты без изменения его температуры?

Состояние данной массы газа полностью определено, если известны его давление, температура и объем. Эти величины называют параметрами состояния газа. Уравнение, связывающее параметры состояния, называют уравнением состояния.

Для произвольной массы газа состояние газа описывается уравнением Менделеева — Клапейрона:

pV = mRT/M,

где р — давление, V — объем, m — масса, М — молярная масса, R — универсальная газовая постоянная.

Физический смысл универсальной газовой постоянной в том, что она показывает, какую работу совершает один моль идеального газа при изобарном расширении при нагревании на 1 К (R = 8,31 ДжДмоль • К)).

Уравнение Менделеева — Клапейрона показывает, что возможно одновременное изменение трех параметров, характеризующих состояние идеального газа. Однако многие процессы в газах, происходящие в природе и осуществляемые в технике, можно рассматривать приближенно как процессы, в которых изменяются лишь два параметра. Особую роль в физике и технике играют три процесса: изотермический, изохорный и изобарный.

От температуры зависит величина средней кинетической энергии молекул. Поэтому говорят, что температура - мера средней кинетической энергии молекул.

Страницы: 1 2


Также смотрите:

Отношения между организмами
В структуре биоценоза находят отражение и отношения между организмами, которые невероятно сложны. В первую очередь это внутривидовые и межвидовые биотические отношения всех типов и трофические. В биоценозе организмы связаны также топическими, форическими и фабрическим ...

Экономические выгоды производства биотехнологических лекарственных средств
Всплеск исследований по биотехнологии в мировой науке произошел в 80-х годах, когда новые методологические подходы обеспечили переход к эффективному их использованию в науке и практике, и возникла реальная возможность извлечь из этого максимальный экономический эффект ...

Внутривидовая конкуренция
Биотический фактор окружающей среды - это все живые существа, в том числе и животные того же вида, обитающие в непосредственном окружении любых индивидов. Часто этот фактор ускользает от нашего внимания, хотя его воздействие весьма разносторонне. Его влияние может быт ...