Внутренняя энергия

1. Внутренняя энергия

10 класс

2.

Термодинамика –
раздел физики,
изучающий
общие свойства
макроскопических
систем,
находящихся в
состоянии
термодинамического
равновесия
и
процессы перехода
между этими
состояниями.

3.

Элементы
термодинамики
Термодинамическая
Термодинамическое
система
равновесие
Термодинамические
Внутренняя
параметры
энергия системы

4. Термодинамическая система

- совокупность макроскопических
тел, которые взаимодействуют и
обмениваются энергией как между
собой, так и с другими телами
(внешней средой)

5. Термодинамические параметры (параметры состояния)

-
Совокупность физических величин,
характеризующих свойства
термодинамической системы.
-
Обычно в качестве параметров
состояния выбирают T,P,V.

6. Термодинамическое равновесие

- Равновесие макроскопической
системы, если ее состояние с
течением времени не изменяется

7. Внутренняя энергия

Определение:
Обозначение:
Внутренняя энергия тела – это сумма
кинетической энергии хаотического
теплового движения частиц (атомов и
молекул) тела и потенциальной энергии
их взаимодействия
Единицы измерения:
U
[Дж]

8. Внутренняя энергия идеального одноатомного газа

U NE ,
k
m
N
NА число молекул
M
кинетическая энергия
3
E
kT одной молекулы
k
2
3m
U
RT
2M
(NAk = R)

9. Внутренняя энергия идеального одноатомного газа

3m
U
RT
2M

10. Внутренняя энергия идеального двухатомного газа

5m
U
RT
2M

11.

Так как
m
pV
RT
M
- уравнение Клапейрона –
Менделеева,
то внутренняя энергия:
3
U pV
2
5
U pV
2
- для одноатомного газа
- для двухатомного газа.

12. В общем виде:

i m
i
U
RT pV
2M
2
где i – число степеней свободы молекул
газа (i = 3 для одноатомного газа и i = 5
для двухатомного газа)

13.

14.

Два способа
изменения
внутренней
энергии
Теплопередача
Совершение
механической
работы

15. Теплопередача

- Изменение внутренней энергии без
совершения работы: энергия
передается от более нагретых тел к
менее нагретым

16. Совершение механической работы

- например, нагревание при трении
или при сжатии, охлаждении или
расширении

17. Q

Мерой теплопередачи является Q.
Количество теплоты, получаемое
телом, - энергия, передаваемая телу
извне в результате теплообмена.
При теплообмене работа не
совершается!!!

18. ???

Зависит ли внутренняя энергия от его
движения и положения относительно
других тел?
От какого макроскопического
параметра зависит внутренняя
энергия идеального газа?
Как можно изменить внутреннюю
энергию жидкости, газа?

19. Виды теплопередачи:

Теплопроводность
2. Конвекция
3. Излучение
1.

20. Теплопроводность

Непосредственный обмен энергией
между хаотически движущимися
частицами взаимодействующих тел
или частей одного и того же тела

21. Конвекция

Перенос энергии потоками жидкости
и газа

22. Излучение

Перенос энергии
электромагнитными волнами
Единственный вид теплопередачи,
возможный в вакууме

23. №650 Рассчитайте внутреннюю энергию идеального газа в количестве 3 моль при температуре 127°С.

Дано:
Решение
CИ
3
U RT
2
ν = 3 моль
t = 127°С Т = 400К
U-?
U = 1,5∙3∙8,3∙400 = 14940 Дж
Ответ: 15кДж

24. №653 Идеальный газ занимает объем 5л и имеет давление 200кПа. Какова его внутренняя энергия?

Дано:
V = 5л
p = 200кПа
U-?
= 1500Дж
СИ
Решение
0,005м³ U 3 RT
2
200000Па
pV RT
U 1,5 pV
U = 1,5∙200000∙0,005
Ответ: 1,5кДж