Заказ №38828

Одинаково или различно значение внутренней энергии термодинамической системы (движущейся и покоящейся) на первом и пятом этажах здания?

Решение:

Наряду с механической энергией, любое тело (или система) обладает внутренней энергией. Внутренняя энергия – энергия покоя. Она складывается из теплового хаотического движения молекул, составляющих тело, потенциальной энергии их взаимного расположения, кинетической и потенциальной энергии электронов в атомах, нуклонов в ядрах и так далее. В термодинамике важно знать не абсолютное значение внутренней энергии, а её изменение. В термодинамических процессах изменяется только кинетическая энергия движущихся молекул (тепловой энергии недостаточно, чтобы изменить строение атома, а тем более ядра). Следовательно, фактически под внутренней энергией в термодинамике подразумевают энергию теплового хаотического движения молекул. Внутренняя энергия U одного моля идеального газа равна: 𝑈 = 𝑁𝐴 ∗ 𝐾 = 3 2 𝑘 ∗ 𝑇 ∗ 𝑁𝐴 = 3 2 𝑅 ∗ 𝑇 или 𝑈 = 3 2 𝑅 ∗ 𝑇 Таким образом, внутренняя энергия зависит только от температуры. Внутренняя энергия U является функцией состояния системы, независимо от предыстории. Согласно первому закону термодинамики 𝑑𝑈 = 𝛿𝑄 − 𝛿𝐴 где 𝛿𝑄 – изменение тепловой энергии 𝑑𝑈 - изменение внутренней энергии 𝛿𝐴 - совершаемая работа Внутренняя энергия тела может изменяться двумя способами: 3. При совершении механической работы. а) Если внешняя сила вызывает деформацию тела, то при этом изменяются расстояния между частицами, из которых оно состоит, а, следовательно, изменяется потенциальная энергия взаимодействия частиц. При неупругих деформациях, кроме того, изменяется температура тела, т.е. изменяется кинетическая энергия теплового движения частиц. Но при деформации тела совершается работа, которая и является мерой изменения внутренней энергии тела. б) Внутренняя энергия тела изменяется также при его неупругом соударении с другим телом. При неупругом соударении тел их кинетическая энергия уменьшается, она превращается во внутреннюю (например, если ударить несколько раз молотком по проволоке, лежащей на наковальне, — проволока нагреется). Мерой изменения кинетической энергии тела является,