Внутренняя энергия газа

Внутренняя энергия газа
Узнаем что подразумевает изменение внутренней энергии

В течение нескольких столетий ученые-физики предполагали, что температура определяется наличием в газах невидимого и невесомого вещества теплорода. Было выдвинуто множество теорий, объясняющих его перемещение внутри вещества и между разными предметами. Только М.В. Ломоносов сумел объяснить реальную природу вещества, создав молекулярно-кинетическую теорию газов.

Внутренняя энергия идеального газа - специфические особенности, теория и формула расчета

Внутренняя энергия идеального газа включает в себя только сумму кинетических энергий его частиц. Предположим, что химический состав газа и его масса остаются неизменными. В таком случае внутренняя энергия зависит только от температуры газа.

Как известно, любое тело обладает свое собственной неповторимой структурой, которая определяется его химическим составом и строением. При этом, частицы, составляющие эту структуру, подвижны, они взаимодействуют между собой, а, следовательно, обладают неким количеством внутренней энергии. В твердых веществах связи частиц, которые составляют структуру тела, сильны, поэтому их взаимодействие с частицами, составляющими структуру других тел, затруднены.

Совсем по-другому это выглядит в жидкостях или газах, где молекулярные связи слабые, а потому молекулы могут достаточно свободно перемещаться и взаимодействовать с частицами других веществ. В этом, к примеру, проявляется свойство растворимости.

Значит, внутренняя энергия газа представляет собой параметр, который определяет состояние самого газа, то есть энергию теплового движения его микрочастиц, которыми выступают молекулы, атомы, ядра и т. д. Кроме того, данное понятие характеризует и энергию их взаимодействия.


Сегодня мы попытаемся найти ответ на вопрос “Теплопередача это?..”. В статье рассмотрим, что...

При переходе молекулы из одного состояния в другое внутренняя энергия газа, формула которой - WU = dQ - dA - показывает только процесс изменения этой внутренней энергии. Именно потому, что собственно и видно из формулы, она всегда характеризуется разностью между своими значениями в начале и конце перехода молекулы из одного состояния в другое. Путь самого перехода при этом, то есть его величина, никакой роли не играет. Из этого рассуждения вытекает самое основное заключение, которое характеризует данное явление - внутренняя энергия газа определяется исключительно показателем температуры газа и совершенно не зависит от значения величины его объема. Для математического анализа этот вывод важен в том смысле, что измерить напрямую величину внутренней энергии не представляется возможным, можно определить и представить математическими средствами только ее изменение (это подчеркивается наличием в формуле символа - W).


В основе деятельности практически любой тепловой машины лежит такое термодинамическое явление, как...

Для физических тел их внутренняя энергия подвержена динамике (изменению) только при условии наличия взаимодействия этих тел с другими телами. При этом, существует два основных способа этого изменения: работа (совершаемая при трении, ударе, сжатии и т.п.) и теплопередача. Последний способ - теплопередача —отражает динамику изменения внутренней энергии в тех случаях, когда работа не совершается, а энергия передается, например, от тел с большей температурой телам с меньшим ее значением.

В этом случае различают такие виды теплоотдачи как:

  • теплопроводность (прямой обмен энергией частицами, совершающими хаотическое движение);
  • конвекция (внутренняя энергия газа переносится их потоками);
  • излучение (энергия переносится при помощи электромагнитных волн).

Все эти процессы отражаются законом сохранения энергии. Если этот закон рассматривать применительно к термодинамическим процессам, происходящим в газах, то его можно сформулировать так: внутренняя энергия реального газа, а точнее – ее изменение, представляет собой совокупное количество теплоты, которое было передано ему от внешних источников, и от работы, которая была совершена над этим газом.


Молекулярная физика - один из основных разделов физики. Молекулярная физика изучает структуру...

Если рассмотреть действие данного закона (первого закона термодинамики) применительно к идеальному газу, то можно увидеть следующие закономерности. В рамках процесса, температура которого остается неизменной (изотермический процесс), внутренняя энергия также будет всегда величиной постоянной.

В рамках изобарного процесса, которому характерно изменение температуры газа, ее увеличение или уменьшение, приводит, соответственно, к увеличению или уменьшению внутренней энергии и совершаемой газом работы. Это явление, например, наглядно демонстрирует расширение газа при нагревании и способность такого газа приводить в движение паровые агрегаты.

При рассмотрении изохорного процесса, при котором параметр его объема остается неизменным, внутренняя энергия газа изменяется только под влиянием количества переданной теплоты.

Существует и адиабатный процесс, которому свойственно отсутствие теплообмена газа с внешними источниками. В этом случае значение его внутренней энергии уменьшается, следовательно – газ остывает.

Узнаем что подразумевает изменение внутренней энергии
В течение нескольких столетий ученые-физики предполагали, что температура определяется наличием в газах невидимого и невесомого вещества теплорода. Было выдвинуто множество теорий, объясняющих его перемещение внутри вещества и между разными ...
далее
Внутренняя энергия идеального газа - специфические особенности, ...
Внутренняя энергия идеального газа включает в себя только сумму кинетических энергий его частиц. Предположим, что химический состав газа и его масса остаются неизменными. В таком случае внутренняя энергия зависит только от температуры газа.
далее
Энергия. Потенциальная и кинетическая энергия. Что такое энергия в ...
Энергия – это то, благодаря чему существует жизнь не только на нашей планете, но и во Вселенной. При этом она может быть очень разной. Так, тепло, звук, свет, электричество, микроволны, калории представляют собой различные виды энергии. Для всех ...
далее
Идеальный газ. Уравнение состояния идеального газа. Изопроцессы.
Идеальный газ, уравнение состояния идеального газа, его температура и давление, объем… список параметров и определений, которыми оперируют в соответствующем разделе физики, можно продолжать достаточно долго. Сегодня мы поговорим как раз на эту тему. ...
далее
Что это - адиабатический процесс?
В технической термодинамике исследуются термодинамические процессы. Адиабатический, более верно его называть адиабатный процесс, совершается без подвода или отвода теплоты за счет внутренней энергии. На основе этого процесса построены основные циклы ...
далее
Термодинамика и теплопередача. Способы теплопередачи и расчет. Теплопередача.
Сегодня мы попытаемся найти ответ на вопрос “Теплопередача это?..”. В статье рассмотрим, что представляет собой этот процесс, какие его виды существуют в природе, а также узнаем, какова связь между теплопередачей и термодинамикой.
далее
Термодинамика и теплопередача. Способы теплопередачи и расчет. Теплопередача.
Работа газа при изобарном, изотермическом и адиабатном процессах
В основе деятельности практически любой тепловой машины лежит такое термодинамическое явление, как работа, совершаемая газом при расширении или сжатии.
далее
Работа газа при изобарном, изотермическом и адиабатном процессах
Основные формулы молекулярной физики
Молекулярная физика - один из основных разделов физики. Молекулярная физика изучает структуру вещества на молекулярном уровне, изменение макропараметров вещества под воздействием внешней среды, фазовые переходы. Физику полимеров и физику плазмы также изучает молекулярная физика. Формулы и определения этого раздела, которые пригодятся при решении задач, приведены в данной статье.
далее
Основные формулы молекулярной физики