Термодинамика - раздел физики, изучающий свойства тел и систем в состоянии теплового равновесия, а также процессы перехода между такими состояниями. В отличие от молекулярнокинетической теории, законы термодинамики не основаны на рассмотрении движений частиц вещества и не зависят от внутреннего строения тел.
§ 6.1. ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ.
РАБОТА В ТЕРМОДИНАМИКЕ. ВНУТРЕННЯЯ
ЭНЕРГИЯ И РАБОТА ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА
Согласно положениям МКТ, тела состоят из движущихся молекул, которые взаимодействуют между собой. Вследствие этого молекулы обладают двумя видами энергии - кинетической энергией теплового движения и потенциальной энергией взаимодействия.
Сумма кинетической энергии движения всех молекул и потенциальной энергии их взаимодействия между собой называется внутренней энергией тела (U).
Кинетическая энергия движения молекул тела зависит от его температуры, а потенциальная энергия взаимодействия молекул - от
расстояния между ними (т.е. от объема тела), поэтому в общем случае внутренняя энергия тела зависит от его температуры и объема.
Изменение внутренней энергии тела путем изменения его объема сопряжено с совершением механической работы. Величина этой работы легко рассчитывается, если давление, оказываемое на тело, остается неизменным.
Пусть, например газ охлаждают в цилиндре, закрытом поршнем площадью S при неизменном внешнем давлении P. Объем газа уменьшается и поршень смещается влево на расстояние Ax (рис. 6.1). Сила давления F = PS совершает работу A = F•∆x = P•S•∆x. Учитывая, что произведение площади поршня на его перемещение равно уменьшению объема газа (S•∆x = ∆V), получим следующую формулу для расчета работы внешних сил по сжатию газа:
&hide_Cookie=yes)
Рис. 6.1. Работа внешних сил при изобарном сжатии газа