Внутрішня енергія
Вн́утрішня ене́ргія тіла (позначається як E або U) — повна енергія термодинамічної системи за винятком її кінетичної енергії як цілого і потенціальної енергії тіла в полі зовнішніх сил.
Загальний описРедагувати
Внутрішня енергія складається з кінетичної енергії хаотичного руху молекул, потенціальної енергії взаємодії між ними і внутрішньомолекулярної енергії.
Внутрішня енергія є однозначною функцією рівноважного стану системи. Це означає, що щоразу, коли система опиняється в даному рівноважному стані, її внутрішня енергія приймає властиве цьому стану значення, незалежно від передісторії системи. Отже, зміна внутрішньої енергії при переході з одного стану в інший буде завжди дорівнювати різниці значень в цих станах, незалежно від шляху, по якому здійснювався перехід. Внутрішню енергію тіла не можна виміряти напряму. Можна визначити тільки зміну внутрішньої енергії:
- ,
де — кількість теплоти, передана термодинамічній системі, — робота, виконана над термодинамічною системою[1] або:
- ,
де , робота виконана термодинамічною системою.(Приклад)
Внутрішня енергія, як термодинамічний потенціалРедагувати
Оскільки внутрішня енергія є функцією стану, то її можна визначити як термодинамічний потенціал, залежний від об'єму, числа частинок у системі, та ентропії: U(V, S,N).
Для квазістатичних процесів виконується співвідношення:
де T — температура, S — ентропія, P — тиск, μ — хімічний потенціал, N — кількість частинок в системі.
ПрикладиРедагувати
Класичний ідеальний газРедагувати
В рамках молекулярно-кінетичної теорії внутрішня енергія одноатомного ідеального газу визначається формулою
- ,
де — стала Больцмана. Вона є середньою кінетичною енергією атома, помноженою на кількість атомів[2].
Для одного моля газу
- ,
де R — газова стала.
Див. такожРедагувати
ПриміткиРедагувати
ЛітератураРедагувати
- Глосарій термінів з хімії // Й. Опейда, О. Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк: Вебер, 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0
ПосиланняРедагувати
- Енергія внутрішня // Універсальний словник-енциклопедія. — 4-те вид. — К. : Тека, 2006.