Физический энциклопедический словарь - внутренняя энергия
Внутренняя энергия
U=Q+A. (*)
Принято считать работу положительной, если она производится системой над внеш. телами, а кол-во теплоты положительным, если оно передаётся системе. Ур-ние (*) выражает первое начало термодинамики — закон сохранения энергии в применении к процессам, в к-рых происходит передача теплоты. Согласно закону сохранения энергии, В. э. явл. однозначной ф-цией состояния физ. системы, т. е. однозначной ф-цией независимых переменных, определяющих это состояние, напр. темп-ры Т и объёма V (или давления р). Однозначность В. э. приводит к тому, что, хотя каждая из величин Q и А зависит от хар-ра процесса, переводящего систему из состояния с В. э. U1 в состояние с энергией U2, изменение U определяется лишь значениями В. э. в нач. и кон. состояниях: U=U2-U1. Для любого замкнутого процесса, возвращающего систему в первонач. состояние (U2=U1), изменение В. э. равно нулю и Q=A (см. Круговой процесс). Изменение В. э. системы в адиабатическом процессе (т. е. при Q=0) равно работе, производимой над системой или произведённой системой: U=A ад. В случае простейшей физ. системы с малым межмол. вз-ствием — идеального газа — изменение В. э. сводится к изменению кинетич. энергии молекул:
U=МсVТ,
где М — масса газа, cV — уд. теплоёмкость при пост. объёме. . Поэтому U для идеального газа определяется только изменением темп-ры Т (закон Джоуля). В физ. системах, ч-цы к-рых взаимодействуют между собой (реальные газы, жидкости, тв. тела), В. э. включает также энергию межмол. и внутримол. вз-ствий. В. э. таких систем зависит как от темп-ры, так и от давления (объёма).
Экспериментально может быть измерено только изменение В. э. в к.-л. физ. процессе, то есть В. э. определяется с точностью до пост, слагаемого. Методы статистической физики позволяют в принципе теоретически рассчитать В. э. физ. системы, но также лишь с точностью до пост. слагаемого, зависящего от выбранного нуля отсчёта.
В области низких темп-р при Т0 В. э. конденсированных систем (жидких и тв. тел) приближается к определ. пост. значению U0 (см. Третье начало термодинамики). Значение U0 может быть принято за начало отсчёта В. э.
В. э. явл. термодинамич. потенциалом (как ф-ция энтропии S и объёма V), дифференцированием U по S и V можно определить ряд других параметров системы.
• См. лит. при ст. Потенциалы термодинамические.
А. А. Лопаткин.
Вопрос-ответ:
Похожие слова
Самые популярные термины
1 | 1385 | |
2 | 1053 | |
3 | 997 | |
4 | 944 | |
5 | 926 | |
6 | 830 | |
7 | 803 | |
8 | 802 | |
9 | 715 | |
10 | 711 | |
11 | 691 | |
12 | 638 | |
13 | 628 | |
14 | 616 | |
15 | 533 | |
16 | 525 | |
17 | 518 | |
18 | 502 | |
19 | 484 | |
20 | 480 |