Как изменяется внутренняя энергия идеального газа
- Изучение первого начала термодинамики
- Альтернативная интерпретация первого начала термодинамики
- Запись уравнения первого начала термодинамики
- Изменение внутренней энергии в открытых системах
Изменение внутренней энергии идеального газа как основа первого начала термодинамики
Первое начало термодинамики является основой для понимания изменения внутренней энергии идеального газа. Это начало указывает на два возможных способа изменения внутренней энергии. Для осуществления этого эксперимента, вам понадобятся Учебник по физике, шариковая ручка и лист бумаги.
Изучение первого начала термодинамики
Для начала изучите десятый класс Учебника по физике, где формулируется первое начало термодинамики. Это начало определяет как изменение внутренней энергии идеального газа в открытой, так и в закрытой системе. Согласно этому закону, количество тепла, подводимое к термодинамической системе, вызывает изменение ее внутренней энергии и выполнение работы системой против внешних сил.
Альтернативная интерпретация первого начала термодинамики
Обратите внимание на то, что первое начало термодинамики можно трактовать иначе, переместив слагаемое совершения работы в левую часть уравнения. В таком случае, изменение внутренней энергии будет находиться с одной стороны уравнения, а разность количества тепла и работы будет с другой стороны. Это позволяет заключить, что изменение внутренней энергии можно осуществить двумя способами: передачей энергии системе извне и совершением работы самой системой.
Запись уравнения первого начала термодинамики
Запишите уравнение первого начала термодинамики, учитывая знак минус перед членом, отвечающим за совершение работы системой. Это означает, что когда система совершает работу против внешних сил, то есть положительную работу, внутренняя энергия системы уменьшается. Если бы перед членом работы был знак плюс, это означало бы, что работа совершается самой системой за счет внешних сил, что увеличивает внутреннюю энергию системы. Примером такого случая может служить сжатие газа поршнем. Если газ адиабатически изолировать, то совершенная работа полностью приведет к изменению внутренней энергии газа.
Изменение внутренней энергии в открытых системах
Важно помнить, что описанные выше способы изменения внутренней энергии относятся только к закрытым изолированным системам. В случае открытых систем внутренняя энергия может изменяться также за счет изменения количества частиц вещества. Каждая частица газа или жидкости вносит свой вклад в общую энергию вещества. Следовательно, потеря частицы приводит к потере части внутренней энергии. В этом случае первое начало термодинамики модифицируется появлением дополнительного слагаемого, зависящего от изменения частиц вещества и химического потенциала системы, которое выражает внутреннюю энергию, приводящуюся на одну частицу.