Внутренняя энергия идеального газа. Работа различных процессов

Одно и то же изменение состояния системы и, следовательно, одно и то же изменение внутренней энергии, может быть достигнуто разными способами, или, как часто, говорят, разными путями. Теплота и работа при этом могут оказаться совершенно различными, хотя, естественно, в силу (12.8) разность этих величин будет одна и та же. Это можно наглядно продемонстрировать на примере расширения газа под поршнем (рис. 72). Будем считать газ идеальным. Поместим цилиндр с газом в термостат. Поскольку внутренняя энергия идеального газа — функция только температуры, то расширение газа не будет сопровождаться изменением внутренней энергии, т. е. в этом случае АЕ = 0. Рассмотрим такое расширение газа, при котором расстояние поршня от основания цилиндра возрастет от А доЛа. в начальном состоянии объем газа равен 5/гд, а в конечном состоянии где 5 —площадь сечения поршня. Если к поршню извне не приложено никакой силы, скажем, происходит свободное перемещение поршня в вакууме, то процесс не связан с совершением работы, т. е. Л = 0. Следовательно, и Q = О, т. е. газ в этом процессе не получает теплоты от термостата. Если же на поршень действует некоторая сила Е (она не должна превышать величины р З, где р — давление газа в конечном состоянии, иначе поршень не сможет достигнуть верхнего положения), то перемещение поршня, приводящее к тому же самому конечному состоянию газа, будет связано с совершением работы, равной —к ). В этом [c.186]

Вся энергия идеального газа заключается в энергии различных видов движения составляющих его частиц. Эта суммарная энергия и называется внутренней энергией системы. Поскольку повышение температуры газа заключается в увеличении оживленности движения его частиц, постольку теплота, придаваемая ему для повышения температуры (при постоянном объеме), идет исключительно на увеличение его внутренней энергии. При этом, конечно, вся сообщаемая теплота расходуется только на нагревание, но не на внешнюю работу расширения газа, так как процесс ведется при постоянном объеме. [c.34]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология