Функции ПЗТНапомним, что в термодинамике мы имеем дело с телами, которые не совершают макроскопических движений, например, такие тела имеют нулевой суммарный импульс. То есть выбирается такая инерциальная система отсчета, в которой это утверждение справедливо. В этом случае кинетическая энергия всех молекул тела связана только с их хаотическим движением.

На что расходуется теплота, переданная неподвижному (целом) телу, например газу, в каком-либо процессе теплопередачи? Подведенная тепловая энергия «Q» идет на изменение внутренней энергии тела (газа) «U» и на работу «А» сил, с которыми тело (газ) действует на внешние тела. Границы тела при этом могут перемещаться, но считается, что это движение медленное, и поэтому все процессы, происходящие с телами и газами, являются квазистатическими.

В достаточно разреженных газах при температурах выше 200К внутренняя энергия связана с механической кинетической энергией движения молекул, а изменением потенциальной энергии взаимодействия молекул можно пренебречь. То есть внутренняя энергия не зависит от того, какой объем занимает (разреженный) газ.

Поскольку по определению температура пропорциональна средней кинетической энергии молекул, связанной с их поступательным движением, то изменение внутренней энергии фиксированного количества газа (например, одного моля газа) пропорционально изменению абсолютной температуры. Коэффициентом пропорциональности в случае одного моля газа является мольная (молярная) теплоемкость этого газа при постоянном объёме.

Изменить внутреннюю энергию тела, газа в частности, можно двумя принципиально различными путями: совершая с помощью внешних сил работу, или путем передачи теплоты от более горячего тела к холодному.

По конечному равновесному состоянию тела невозможно установить, каким именно путем была изменена его внутренняя энергия. Если изменение внутренней энергии произошло за конечное (малое) время, и в теле еще не успело установиться равновесное состояние, то в этом случае можно установить наличие, например, звуковых волн внутри тела, или существование заметных различий средних хаотических скоростей движения молекул в различных частях этого тела. Эти признаки неравновесности свидетельствуют о том, что внешние силы совершали работу над телом, или имел место процесс теплопередачи.


Загрузка...

Яндекс.Метрика Google+