Аливаа биеийн дотоод энерги нь бодисын бөөмс (молекул, атом) -ын хөдөлгөөн, төлөвтэй холбоотой байдаг. Хэрэв биеийн нийт энерги мэдэгдэж байгаа бол макроскопийн объект болох бүх биеийн хөдөлгөөн, түүнчлэн энэ биеийн боломжит талбаруудтай харилцан үйлчлэх энергийг хасч, дотоод энергийг олж болно.

Мөн дотоод энерги нь молекулуудын чичиргээний энерги ба молекул хоорондын харилцан үйлчлэлийн боломжит энергийг агуулдаг. Хэрэв бид хамгийн тохиромжтой хийн тухай ярьж байгаа бол дотоод энергид гол хувь нэмэр нь кинетик бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Нийт дотоод энерги нь бие даасан хэсгүүдийн энергийн нийлбэртэй тэнцүү байна.

Мэдэгдэж байгаагаар материйн бөөмийг загварчлах материаллаг цэгийн хөрвүүлэх хөдөлгөөний кинетик энерги нь түүний хөдөлгөөний хурдаас ихээхэн хамаардаг. Чичиргээ болон эргэлтийн хөдөлгөөний энерги нь тэдгээрийн эрчмээс хамаардаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.

Молекулын физикийн хичээлээсээ хамгийн тохиромжтой нэг атомын хийн дотоод энергийн томъёог санаарай. Энэ нь бүх хийн хэсгүүдийн кинетик бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нийлбэрээр илэрхийлэгддэг бөгөөд үүнийг дундажлаж болно. Бүх тоосонцорыг дундажлах нь дотоод энерги нь биеийн температур, түүнчлэн бөөмсийн чөлөөт байдлын тооноос тодорхой хамааралтай болоход хүргэдэг.

Ялангуяа бөөмс нь хөрвүүлэх хөдөлгөөний гуравхан градусын чөлөөтэй байдаг монатомын идеал хийн хувьд дотоод энерги нь Больцманы тогтмол ба температурын үржвэрээс гурав дахин их хэмжээтэй шууд пропорциональ болж хувирдаг.

Температурын хамаарал

Тиймээс биеийн дотоод энерги нь бөөмийн хөдөлгөөний кинетик энергийг тусгадаг. Энэ энерги ба температурын хамаарлыг ойлгохын тулд температурын утгын физик утгыг тодорхойлох шаардлагатай. Хэрэв та хийгээр дүүрсэн, хөдлөх ханатай савыг халаавал түүний хэмжээ нэмэгдэх болно. Энэ нь доторх даралт ихэссэнийг харуулж байна. Хийн даралт нь савны хананд бөөмсийн нөлөөгөөр үүсдэг.

Даралт нэмэгдсэн тул нөлөөллийн хүч ч нэмэгдсэн гэсэн үг бөгөөд энэ нь молекулуудын хөдөлгөөний хурд нэмэгдэж байгааг харуулж байна. Тиймээс хийн температурын өсөлт нь молекулуудын хөдөлгөөний хурдыг нэмэгдүүлэхэд хүргэсэн. Энэ бол температурын мөн чанар юм. Температурын өсөлт нь бөөмийн хөдөлгөөний хурд нэмэгдэхэд хүргэдэг нь одоо тодорхой болж байна. кинетик энергимолекул доторх хөдөлгөөн, улмаар дотоод энерги нэмэгддэг.

MKT-ийн үзэж байгаагаар бүх бодисууд нь тасралтгүй дулааны хөдөлгөөнд байдаг, бие биетэйгээ харилцан үйлчилдэг хэсгүүдээс бүрддэг. Иймд бие нь хөдөлгөөнгүй, потенциал энерги нь тэг байсан ч гэсэн энерги (дотоод энерги) байдаг бөгөөд энэ нь биеийг бүрдүүлэгч бичил хэсгүүдийн хөдөлгөөний болон харилцан үйлчлэлийн нийт энерги юм. Дотоод энерги нь дараахь зүйлийг агуулдаг.

1. молекулуудын орчуулга, эргэлт, чичиргээний хөдөлгөөний кинетик энерги;
2. атом ба молекулуудын харилцан үйлчлэлийн боломжит энерги;
3. атомын дотоод болон цөмийн энерги.

Термодинамикийн хувьд процессыг молекул дахь атомуудын чичиргээний хөдөлгөөн өдөөгддөггүй температурт авч үздэг, өөрөөр хэлбэл. 1000 К-ээс ихгүй температурт эдгээр процессуудад зөвхөн дотоод энергийн эхний хоёр бүрэлдэхүүн хэсэг өөрчлөгдөнө. Тиймээс доор дотоод энергитермодинамик дахь Биеийн бүх молекул, атомын кинетик энергийн нийлбэр ба тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийн боломжит энергийг ойлгох.

Биеийн дотоод энерги нь түүний дулааны төлөв байдлыг тодорхойлж, нэг төлөвөөс нөгөөд шилжих явцад өөрчлөгддөг. Энэ төлөвт бие нь тодорхой тодорхойлогдсон дотоод энергитэй байдаг, үр дүнд нь энэ төлөвт шилжсэн үйл явцаас хамааралгүй. Тиймээс дотоод энергийг ихэвчлэн нэрлэдэг биеийн байдлын үйл ажиллагаа.

Идеал хийн молекулууд хоорондоо харилцан үйлчлэлцдэггүй тул тэдгээрийн потенциал энерги нь тэг бөгөөд идеал хийн дотоод энерги нь түүний бүх молекулуудын кинетик энерги юм.

Молекулын дундаж кинетик энерги \(~\маткал h W_k \mathcal i = \frac i2 kT\).

Хийн дэх молекулуудын тоо \(~N = \frac mM N_A\).

Тиймээс идеал хийн дотоод энерги нь

\(~U = N \mathcal h W_k \mathcal i = \frac mM N_A \frac i2 kT .\)

Үүнийг харгалзан үзвэл кН A= Рнь бүх нийтийн хийн тогтмол, бидэнд байна

\(~U = \frac i2 \frac mM RT\) нь идеал хийн дотоод энерги юм. (1)

Ялангуяа нэг атомт хийн хувьд \(~U = \frac 32 \frac mM RT\) .

Эдгээр томъёоноос харахад энэ нь тодорхой байна Идеал хийн дотоод энерги нь зөвхөн температур ба молекулуудын тооноос хамаарнаэзэлхүүн, даралтаас хамаарахгүй. Иймээс идеал хийн дотоод энергийн өөрчлөлт нь зөвхөн түүний температурын өөрчлөлтөөр тодорхойлогддог бөгөөд хий нэг төлөвөөс нөгөөд шилжих үйл явцын шинж чанараас хамаардаггүй.

\(~\Дельта U = U_2 - U_1 = \frac i2 \frac mM R \Delta T ,\)

хаана Δ Т = Т 2 - Т 1 .

Бодит хийн молекулууд хоорондоо харилцан үйлчилдэг тул потенциал энергитэй байдаг В p, энэ нь молекулуудын хоорондох зай, тиймээс хий эзэлдэг эзэлхүүнээс хамаарна.

Тиймээс бодит хийн дотоод энерги нь түүний температур, эзэлхүүн, молекулын бүтцээс хамаарна.

Шийдлийн хувьд практик асуудлуудЭнэ нь дотоод энерги биш, харин түүний өөрчлөлт Δ чухал үүрэг гүйцэтгэдэг У = У 2 - У 1 . Дотоод энергийн өөрчлөлтийг энерги хадгалагдах хуулиудад үндэслэн тооцдог.

Уран зохиол

Аксенович Л.А. Дунд сургуулийн физик: Онол. Даалгаврууд. Тест: Сурах бичиг. ерөнхий боловсрол олгодог байгууллагуудын тэтгэмж. хүрээлэн буй орчин, боловсрол / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Эд. К.С.Фарино. - Mn.: Adukatsiya i vyhavanne, 2004. - P. 152-153.

Эрчим хүч нь материйн хөдөлгөөний янз бүрийн хэлбэрийн ерөнхий хэмжүүр юм. Бодисын хөдөлгөөний хэлбэрийн дагуу энергийн төрлийг бас ялгадаг - механик, цахилгаан, химийн гэх мэт. Аливаа төлөвт байгаа термодинамик систем нь тодорхой хэмжээний энергитэй байдаг бөгөөд түүний оршин тогтнолыг Р.Клаузиус (1850) баталж, дотоод энерги гэж нэрлэдэг.

Дотоод энерги (U) нь системийг бүрдүүлэгч бичил хэсгүүдийн бүх төрлийн хөдөлгөөний энерги ба тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийн энерги юм.

Дотоод энерги нь бөөмсийн хөрвүүлэлт, эргэлт, чичиргээний хөдөлгөөний энерги, молекул хоорондын болон молекул доторх, атом доторх ба цөмийн харилцан үйлчлэлийн энерги гэх мэтээс бүрдэнэ.

Молекулын харилцан үйлчлэлийн энерги, i.e. Молекул дахь атомуудын харилцан үйлчлэлийн энергийг ихэвчлэн нэрлэдэг химийн энерги . Энэ энергийн өөрчлөлт нь химийн хувиргалтуудын үед тохиолддог.

Термодинамикийн шинжилгээний хувьд дотоод энерги нь материйн хөдөлгөөний аль хэлбэрээс бүрддэгийг мэдэх шаардлагагүй.

Дотоод энергийн хэмжээ нь зөвхөн системийн төлөв байдлаас хамаарна. Тиймээс дотоод энерги нь даралт, температур зэрэг хэмжигдэхүүний хамт энэ төлөвийн шинж чанаруудын нэг гэж үзэж болно.

Системийн төлөв бүр нь түүний шинж чанар бүрийн хатуу тодорхойлсон утгатай тохирч байна.

Хэрэв анхны төлөвт байгаа нэгэн төрлийн систем нь эзэлхүүн V 1, даралт P 1, температур T 1, дотоод энерги U 1, цахилгаан дамжуулах чанар æ 1 гэх мэт байвал эцсийн төлөвт эдгээр шинж чанарууд нь V 2, P 2-тэй тэнцүү байна. , T 2, U 2, æ 2 гэх мэт, дараа нь системийн анхны төлөвөөс эцсийн төлөв рүү шилжих явцад шинж чанар бүрийн өөрчлөлт нь систем нэг төлөвөөс нөгөөд шилжихээс үл хамааран ижил байх болно. : эхний, хоёр, гурав дахь (Зураг 1.4).

Цагаан будаа. 1.4 Системийн шинж чанаруудын шилжилтийн замаас хамааралгүй байдал

хэвийн байдлаас нөгөө рүү

Тэдгээр. (U 2 - U 1) I = (U 2 - U 1) II = (U 2 - U 1) III (1.4)

I, II, III гэх мэт тоонууд хаана байна. үйл явцын замыг заана. Үүний үр дүнд, хэрэв систем нь эхний төлөвөөс (1) эцсийн төлөвт (2) нэг зам дагуу, эцсийн төлөвөөс эхэн үед өөр замаар шилжих юм бол, өөрөөр хэлбэл. Хэрэв дугуй процесс (мөчлөг) дууссан бол системийн шинж чанар бүрийн өөрчлөлт тэгтэй тэнцүү байх болно.

Тиймээс системийн төлөвийн функцийн өөрчлөлт нь процессын замаас хамаарахгүй, зөвхөн системийн эхний болон эцсийн төлөвөөс хамаарна. Системийн шинж чанарын хязгааргүй бага өөрчлөлтийг ихэвчлэн дифференциал тэмдгээр тэмдэглэнэ d. Жишээлбэл, dU нь дотоод энергийн хязгааргүй бага өөрчлөлт гэх мэт.

Эрчим хүчний солилцооны хэлбэрүүд

Материйн хөдөлгөөний янз бүрийн хэлбэр, янз бүрийн энергийн дагуу эрчим хүчний солилцооны янз бүрийн хэлбэрүүд (эрчим хүч дамжуулах) - харилцан үйлчлэлийн хэлбэрүүд байдаг. Термодинамик нь систем ба хүрээлэн буй орчны хоорондох энергийн солилцооны хоёр хэлбэрийг авч үздэг. Энэ бол ажил, халуун дулаан байдал юм.

Ажил.Эрчим хүчний солилцооны хамгийн тод хэлбэр бол бодисын хөдөлгөөний механик хэлбэрт тохирсон механик ажил юм. Энэ нь бие нь механик хүчний нөлөөн дор хөдөлж байх үед үүсдэг. Материйн хөдөлгөөний бусад хэлбэрийн дагуу бусад төрлийн ажлыг бас ялгадаг: цахилгаан, химийн гэх мэт. Ажил гүйцэтгэх үед биеийн хэсгүүд нэг чиглэлд зохион байгуулалттай хөдөлдөг тул ажил бол эмх цэгцтэй, зохион байгуулалттай хөдөлгөөнийг дамжуулах хэлбэр юм. Жишээлбэл, хийн өргөтгөлийн үед хийгдсэн ажил. Поршений доор цилиндрт байрлах хийн молекулууд эмх замбараагүй, эмх замбараагүй хөдөлгөөнтэй байдаг. Хий нь бүлүүрийг хөдөлгөж эхлэхэд, өөрөөр хэлбэл механик ажил гүйцэтгэхийн тулд зохион байгуулалттай хөдөлгөөн нь хийн молекулуудын санамсаргүй хөдөлгөөн дээр давхцах болно: бүх молекулууд поршений хөдөлгөөний чиглэлд тодорхой хэмжээний шилжилтийг хүлээн авдаг. Цахилгааны ажил нь бодисын цэнэгтэй хэсгүүдийн тодорхой чиглэлд зохион байгуулалттай хөдөлгөөнтэй холбоотой байдаг.

Ажил нь шилжүүлсэн энергийн хэмжүүр учраас түүний хэмжигдэхүүнийг энергитэй ижил нэгжээр хэмждэг.

Дулаан. Системийг бүрдүүлдэг бичил хэсгүүдийн эмх замбараагүй хөдөлгөөнд тохирсон энергийн солилцооны хэлбэрийг нэрлэдэг дулаан солилцоо, мөн дулааны солилцооны явцад шилжүүлсэн энергийн хэмжээг гэнэ дулаан.

Дулаан дамжуулалт нь термодинамик системийг бүрдүүлдэг биетүүдийн байрлалын өөрчлөлттэй холбоогүй бөгөөд нэг биеийн молекулаас нөгөө биений молекулууд хоорондоо холбогдох үед шууд энерги дамжуулахаас бүрддэг.

П Дулаан дамжуулагч АВ хуваалтаар хоёр хэсэгт хуваагдсан тусгаарлагдсан савыг (системийг) төсөөлөөд үз дээ (Зураг 1.5). Савны хоёр хэсэгт хий байгаа гэж үзье.

Цагаан будаа. 1.5. Дулааны тухай ойлголт руу

Савны зүүн хагаст хийн температур T 1, баруун талд T 2 байна. Хэрэв T 1 > T 2 бол дундаж кинетик энерги ( ) савны зүүн талд байгаа хийн молекулууд дундаж кинетик энергиээс их байх болно ( ) хөлөг онгоцны баруун хагаст.

Молекулууд хөлөг онгоцны зүүн тал дахь хуваалттай тасралтгүй мөргөлдсөний үр дүнд тэдгээрийн энергийн нэг хэсэг нь хуваалтын молекулуудад шилждэг. Савны баруун хагаст байрлах хийн молекулууд хуваалттай мөргөлдөж, түүний молекулуудаас энергийн тодорхой хэсгийг авах болно.

Эдгээр мөргөлдөөний үр дүнд хөлөг онгоцны зүүн тал дахь молекулуудын кинетик энерги буурч, баруун хагаст нэмэгдэх болно; T 1 ба T 2 температурыг тэнцүүлэх болно.

Дулаан нь энергийн нэг хэлбэр тул түүний хэмжигдэхүүнийг энергитэй ижил нэгжээр хэмждэг. Тиймээс дулааны солилцоо ба ажил нь эрчим хүчний солилцооны хэлбэр бөгөөд дулааны хэмжээ ба ажлын хэмжээ нь шилжүүлсэн энергийн хэмжүүр юм. Тэдний хоорондох ялгаа нь дулаан нь бөөмсийн микрофизик, эмх замбараагүй хөдөлгөөнийг (мөн үүний дагуу энэ хөдөлгөөний энерги) шилжүүлэх хэлбэр бөгөөд ажил нь материйн эмх цэгцтэй, зохион байгуулалттай хөдөлгөөний энергийг шилжүүлэх хэлбэр юм.

Заримдаа тэд: дулааныг (эсвэл ажил) системээс нийлүүлж эсвэл зайлуулдаг, гэхдээ энэ нь дулаан, ажил биш, харин эрчим хүч гэдгийг ойлгох хэрэгтэй, тиймээс "дулааны нөөц" гэх мэт хэллэгийг ашиглах ёсгүй. эсвэл "дулаан агуулсан".

Системийн хүрээлэн буй орчинтой эрчим хүчний солилцооны (харилцааны хэлбэрүүд) дулаан, ажил нь системийн ямар ч тодорхой төлөвтэй холбоотой байж болохгүй, түүний шинж чанар, тиймээс төлөв байдлын чиг үүрэг байж болохгүй. Энэ нь систем нь анхны төлөвөөс (1) эцсийн төлөвт (2) өөр өөр аргаар дамждаг бол дулаан, ажил өөр өөр шилжилтийн замд өөр өөр утгатай болно гэсэн үг юм (Зураг 1.6).

Дулаан ба ажлын хязгаарлагдмал хэмжээг Q ба A, хязгааргүй бага утгыг δQ ба δA гэж тус тус тэмдэглэнэ. δQ ба δA хэмжигдэхүүн нь dU-ээс ялгаатай нь бүрэн дифференциал биш, учир нь Q ба А нь төлөвийн функц биш юм.

Процессын замыг урьдчилан тодорхойлсон тохиолдолд ажил ба дулаан нь системийн төлөв байдлын функцүүдийн шинж чанарыг олж авах болно, жишээлбэл. Тэдний тоон утгыг зөвхөн системийн эхний болон эцсийн төлөвөөр тодорхойлно.

Дотоод энерги

Молекул кинетик онолын үүднээс дотоод энерги(J) нь биеийг бүрдүүлэгч хэсгүүдийн харилцан үйлчлэлийн боломжит энерги ба тэдгээрийн санамсаргүй дулааны хөдөлгөөний кинетик энергийн нийлбэр юм. Бөөмийн санамсаргүй хөдөлгөөний кинетик энерги нь T температуртай пропорциональ, харилцан үйлчлэлийн боломжит энерги нь бөөмс хоорондын зайнаас хамаарна, өөрөөр хэлбэл. биеийн V хэмжээнээс. Иймээс термодинамикийн хувьд биеийн дотоод энерги U нь T температур ба V эзэлхүүний функцээр тодорхойлогддог.

Тусгаарлагдсан термодинамик систем дэх аливаа процессын үед дотоод энерги өөрчлөгдөөгүй: эсвэл.

Дотоод энерги нь системийн термодинамик төлөвөөр тодорхойлогддог бөгөөд систем хэрхэн энэ төлөвт орсоноос хамаардаггүй. Тиймээс дотоод энерги нь системийн төлөв байдлын өөрчлөлтийн үйл явцтай холбоогүй юм. Системийн хоёр ба түүнээс дээш ижил төлөвт түүний дотоод энерги ижил байна.

Практик сонирхол нь дотоод энерги нь өөрөө биш, харин системийг нэг төлөвөөс нөгөөд шилжүүлэх явцад түүний өөрчлөлт юм. Хэрэв молекулуудын харилцан үйлчлэлийн потенциал энерги тэгтэй тэнцүү бол идеал хийн дотоод энерги нь түүний бүх молекулуудын хөдөлгөөний кинетик энергийн нийлбэртэй тэнцүү байна. Идеал хийн дотоод энерги нь түүний үнэмлэхүй температуртай шууд пропорциональ байна. Иймээс идеал хийн температур өөрчлөгдөхөд түүний дотоод энерги зайлшгүй өөрчлөгддөг.

Энд R нь бүх нийтийн хийн тогтмол, M нь молийн масс, T нь үнэмлэхүй температур, m - масс, - молекулын тоо.

Макроскопийн параметрүүдээс дотоод энергийн хамаарал

Хамгийн тохиромжтой хийн дотоод энерги нь нэг параметрээс хамаардаг - температур. Идеал хийн дотоод энерги нь эзэлхүүнээс хамаардаггүй, учир нь түүний молекулуудын харилцан үйлчлэлийн боломжит энерги тэгтэй тэнцүү гэж тооцогддог.

Бодит хий, шингэн, хатуу биетүүдэд молекулуудын харилцан үйлчлэлийн дундаж потенциал энерги тэг биш байна. Эзлэхүүн өөрчлөгдөхөд молекулуудын хоорондох дундаж зай өөрчлөгддөг тул молекулуудын харилцан үйлчлэлийн дундаж боломжит энерги нь бодисын эзэлхүүнээс хамаардаг. Иймээс термодинамикийн дотоод энерги нь ерөнхийдөө T температурын хамт V эзэлхүүнээс хамаарна.

Макроскопийн биетүүдийн дотоод энерги U нь эдгээр биетүүдийн төлөв байдлыг тодорхойлдог параметрүүдээр тодорхойлогддог: температур ба эзэлхүүн.

Термодинамикийн чиглэлээр ажиллах

Дотоод энергийг хоёр янзаар өөрчилж болно: ажил гүйцэтгэх замаар, дотоод энерги нь гадаад хүчний ажилтай тэнцүү хэмжээгээр өөрчлөгдөхөд А, дулаан дамжуулалт, дотоод энергийн өөрчлөлт нь Q дулааны хэмжээгээр тодорхойлогддог. .

Ажил дууссаны дараа биеийн эзэлхүүн өөрчлөгдөх боловч хурд нь тэгтэй тэнцүү хэвээр байна. Гэхдээ биеийн молекулуудын хурд, жишээлбэл, хий өөрчлөгддөг. Тиймээс биеийн температур бас өөрчлөгддөг.

Тиймээс термодинамикийн ажил хийгдэх үед макроскопийн биетүүдийн төлөв байдал өөрчлөгддөг: эзэлхүүн ба температур өөрчлөгддөг.

Ажлын тооцоо:

F" нь поршен дээр хий дарах хүч;

F нь поршений хий дээр дарах хүч;

A" нь хийн гадны биетүүд дээр хийсэн ажил;

А нь хий дээр гадны биетүүдийн хийсэн ажил юм.

1. хий тэлэх

эзлэхүүний өөрчлөлт хаана байна.

Хий нь энергийг хүрээлэн буй биед шилжүүлж, хөргөнө.

2. хий шахагдсан

Хий нь гадны биетүүдээс энерги авч, халаадаг. Хасах тэмдэг нь хий шахагдах үед гадны хүчний хийсэн ажил эерэг байгааг харуулж байна.

Аливаа макроскоп биет байдаг эрчим хүч, түүний бичил төлөвөөр тодорхойлогддог. Энэ эрчим хүчдуудсан дотоод(тэмдэглэсэн У). Энэ нь биеийг бүрдүүлдэг бичил хэсгүүдийн хөдөлгөөний болон харилцан үйлчлэлийн энергитэй тэнцүү юм. Тэгэхээр, дотоод энерги хамгийн тохиромжтой хийЭнэ тохиолдолд тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийг үл тоомсорлож болох тул бүх молекулуудын кинетик энергиээс бүрддэг. Тиймээс тэр дотоод энергизөвхөн хийн температураас хамаарна ( У~Т).

Хамгийн тохиромжтой хийн загвар нь молекулууд бие биенээсээ хэд хэдэн диаметрийн зайд байрладаг гэж үздэг. Тиймээс тэдний харилцан үйлчлэлийн энерги нь хөдөлгөөний энергиээс хамаагүй бага бөгөөд үүнийг үл тоомсорлож болно.

Бодит хий, шингэн ба хатуу биетүүдэд бичил хэсгүүдийн (атом, молекул, ион гэх мэт) харилцан үйлчлэлийг үл тоомсорлож болохгүй, учир нь энэ нь тэдгээрийн шинж чанарт ихээхэн нөлөөлдөг. Тиймээс тэд дотоод энергибичил хэсгүүдийн дулааны хөдөлгөөний кинетик энерги ба тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийн боломжит энергиэс бүрдэнэ. Тэдний дотоод энерги, температураас бусад Т,эзлэхүүнээс бас хамаарна V,Учир нь эзэлхүүний өөрчлөлт нь атом ба молекулуудын хоорондох зай, улмаар тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийн боломжит энергид нөлөөлдөг.

Дотоод энерги нь биеийн температураар тодорхойлогддог биеийн төлөв байдлын функц юмТболон V боть.

Дотоод энерги температураар өвөрмөц байдлаар тодорхойлогддогT ба биеийн хэмжээ V нь түүний төлөв байдлыг тодорхойлдог:U =U(T, V)

руу дотоод энергийг өөрчлөхБиеийн хувьд та бичил хэсгүүдийн дулааны хөдөлгөөний кинетик энерги эсвэл тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийн боломжит энергийг (эсвэл хоёуланг нь хамтад нь) өөрчлөх хэрэгтэй. Та бүхний мэдэж байгаагаар үүнийг дулаан солилцоо эсвэл ажил гүйцэтгэх замаар хоёр аргаар хийж болно. Эхний тохиолдолд энэ нь тодорхой хэмжээний дулаан дамжуулалтаас болж үүсдэг Q;хоёрдугаарт - ажлын гүйцэтгэлийн улмаас А.

Тиймээс, дулааны хэмжээ болон хийсэн ажлын хэмжээ байна биеийн дотоод энергийн өөрчлөлтийн хэмжүүр:

Δ U =Q+А.

Дотоод энергийн өөрчлөлт нь бие махбодоос өгсөн эсвэл хүлээн авсан тодорхой хэмжээний дулаан эсвэл ажлын гүйцэтгэлээс шалтгаална.

Хэрэв зөвхөн дулааны солилцоо явагдах юм бол өөрчлөлт орно дотоод энергитодорхой хэмжээний дулааныг хүлээн авах эсвэл ялгаруулах замаар үүсдэг. Δ U =Q.Биеийг халаах эсвэл хөргөх үед энэ нь дараах байдалтай тэнцүү байна.

Δ U =Q = см(T 2 - T 1) =смΔT.

Хатуу бодисыг хайлуулах буюу талсжуулах явцад дотоод энергибичил хэсгүүдийн харилцан үйлчлэлийн боломжит энергийн өөрчлөлтөөс болж өөрчлөгддөг, учир нь бодисын бүтцэд бүтцийн өөрчлөлт гардаг. Энэ тохиолдолд дотоод энергийн өөрчлөлт нь биеийн хайлах (талсжих) дулаантай тэнцүү байна: Δ У-Qpl =λ м,Хаана λ - хатуу биетийн хайлах (талсжих) хувийн дулаан.

Шингэний ууршилт эсвэл уурын конденсаци нь мөн өөрчлөлтийг үүсгэдэг дотоод энерги, энэ нь ууршилтын дулаантай тэнцүү байна: Δ U =Q p =rm,Хаана r- шингэний ууршилт (конденсац) -ын хувийн дулаан.

Өөрчлөх дотоод энергиМеханик ажлын гүйцэтгэлийн улмаас (дулаан солилцоогүй) бие нь тоон хувьд энэ ажлын утгатай тэнцүү байна. Δ U =А.

Хэрэв дотоод энергийн өөрчлөлт нь дулааны солилцооны улмаас үүссэн болΔ U =Q =см(T 2 -T 1),эсвэлΔ U = Q pl = λ м,эсвэлΔ U =Qn =rm.

Тиймээс молекул физикийн үүднээс авч үзвэл: Сайтаас авсан материал

Биеийн дотоод энерги Энэ нь атом, молекул эсвэл бусад хэсгүүдийн дулааны хөдөлгөөний кинетик энерги ба тэдгээрийн хоорондын харилцан үйлчлэлийн боломжит энергийн нийлбэр юм; Термодинамикийн үүднээс авч үзвэл энэ нь макро параметрүүд - температураар тодорхойлогддог биеийн (биеийн систем) төлөв байдлын функц юм.Тболон V боть.

Тиймээс, дотоод энергинь системийн энерги бөгөөд түүний дотоод төлөв байдлаас хамаардаг. Энэ нь системийн бүх бичил хэсгүүдийн (молекул, атом, ион, электрон гэх мэт) дулааны хөдөлгөөний энерги, тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийн энергиээс бүрдэнэ. Дотоод энергийн бүрэн утгыг тодорхойлох нь бараг боломжгүй тул дотоод энергийн өөрчлөлтийг тооцоолно Δ У,дулаан дамжуулалт болон ажлын гүйцэтгэлийн улмаас үүсдэг.

Биеийн дотоод энерги нь дулааны хөдөлгөөний кинетик энерги ба түүнийг бүрдүүлэгч бичил хэсгүүдийн харилцан үйлчлэлийн боломжит энергийн нийлбэртэй тэнцүү байна.

Энэ хуудсан дээр дараахь сэдвээр материалууд байна.

• Системийн дотоод энергийн молекул-кинетик тайлбар

• "Биеийн дотоод энергийг ашиглах тухай" товч мэдээлэл

• Хатуу биеийн дотоод энерги юунаас хамаардаг вэ?

• Биеийн дотоод энергийг өөрчлөх аргын товч тойм

•