XuMuK.ru - ВНУТРІШНЯ ЕНЕРГІЯ - Хімічна енциклопедія

Внутрішня енергія U як ф-ція стану вводиться першим початком термодинаміки , Згідно к-рому різниця між теплотою Q, переданої системі, і роботою W, яку здійснюють системою, залежить тільки від початкового і кінцевого станів системи і не залежить від шляху переходу, тобто представляє зміна ф-ції стану

де U1 і U2 - внутрішня енергія системи в початковому і кінцевому станах відповідно. Ур-ня (1) висловлює закон збереження енергії в застосуванні до термодинамич. процесам, т. е. процесів, в яких брало відбувається передача теплоти. Для циклич. процесу, що повертає систему в початковий стан, . У ізохоричний процес, тобто процесах при постійному обсязі, система не робить роботи за рахунок розширення, W = 0 і теплота, передана системі, дорівнює приросту внутрішньої енергії: Qv = . Для адіабатіч. процесів, коли Q = 0, = - W.

"

де Т - абс. т-ра, р-тиск, -хімія. потенціал i-того компонента. Знак рівності відноситься до рівноважним процесам, знак нерівності-до нерівноважних. Для системи з заданими значеннями S, V, mi ( закрита система в жорсткій адіабатною оболонці) внутрішня енергія при рівновазі мінімальна. Спад внутрішньої енергії в оборотних процесах при постійних V і S дорівнює макс. корисної праці (див. Максимальна робота реакції ).

Залежність внутрішньої енергії рівноважної системи від т-ри і обсягу U = f (T, V) наз. калоріческой рівнянням стану . Похідна внутрішньої енергії по т-ре при постійному обсязі дорівнює ізохорно теплоємності :

Внутрішня енергія ідеального газу від об'єму не залежить і визначається тільки т-рій.

Експериментально визначають значення внутрішньої енергії в-ва, що відраховується від її значення при абс. нулі т-ри. Визначення внутрішньої енергії вимагає даних про теплоємності СV (Т), теплотах фазових переходів , Про ур-ванні стану. Зміна внутрішньої енергії при хім. р-ціях (зокрема, стандартна внутрішня енергія освіти в-ва) визначається за даними про теплових ефекти р-ций, а також по спектральним даними. Теоретич. розрахунок внутрішньої енергії здійснюється методами статистич. термодинаміки , К-раю визначає внутрішню енергію як середню енергію системи в заданих умовах ізоляції (напр., При заданих Т, V, mi). Внутрішня енергія одноатомного ідеального газу складається із середньої енергії поступат. руху молекул і середньої енергії збуджених електронних станів; для дво- і багатоатомних газів до цього значення додається також середня енергія обертання молекул і їх коливань біля положення рівноваги . Внутрішня енергія 1 благаючи одноатомного ідеального газу при т-рах порядку сотень До становить 3RT / 2, де R-газова стала; вона зводиться до середньої енергії поступат. руху молекул . для двухатомного газу мольное значення внутрішньої енергії-ок. 5RT / 2 (сума поступат. І вращат. Вкладів). Зазначені значення відповідають закону равнораспределенія енергії для названих видів руху і випливають із законів класичної. статистич. механіки. Розрахунок колебат. і електронного вкладів у внутрішню енергію, а також вращат. вкладу при низьких т-рах вимагає врахування квантовомех. закономірностей. Внутрішня енергія реальних систем включає крім вкладів, що враховуються для ідеального газу , Також середню енергію міжмолекулярних взаємодії .

===
Ісп. література для статті «ВНУТРІШНЯ ЕНЕРГІЯ»: Ландау Л. Д., Ліфшиц Е. М., Статистична фізика, 2 вид., М., 1964; Полторак О. М., Лекції по хімічної термодинаміки , М., 1971; Ка-рапетьянц М. X., Хімічна термодинаміка , 3 вид., М., 1975. Н. А. Смирнова.

Сторінка «ВНУТРІШНЯ ЕНЕРГІЯ» підготовлена за матеріалами хімічної енциклопедії .