ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ, энергия тела, зависящая только от его внутр. состояния. Понятие В. э. объединяет все виды энергии тела, за исключением энергии его движения как целого и потенциальной энергии, к-рой тело может обладать, если оно находится в поле к.-н. сил (напр., в поле сил тяготения).

Понятие В. э. ввёл У. Томсон (1851), определив изменение В. э. (дельта U) тела (физ. системы) в каком-нибудь процессе как алгебр, сумму количества теплоты Q, к-рой система обменивается в ходе процесса с окружающей средой, и работы А, совершённой системой или произведённой над ней: дельта U = О-A (1) Принято считать работу А положительной, если она производится системой над внешними телами, а количество теплоты Q положительным, если оно передаётся системе. Уравнение (1) выражает первое начало термодинамики - закон сохранения энергии в применении к процессам, в которых происходит передача теплоты.

Согласно закону сохранения энергии, В. э. является однозначной функцией состояния физ. системы, т. е. однозначной функцией независимых переменных, определяющих это состояние, напр, темп-ры Т и объёма V или давления р. Хотя каждая из величин (Q и A) зависит от характера процесса, переводящего систему из состояния с В. э. U1в состояние с энергией U2, однозначность В. э. приводит к тому, что дельта U определяется лишь значениями В. э. в начальном и конечном состояниях: дельта U = U2- - U1. Для любого замкнутого процесса, возвращающего систему в первоначальное состояние (U2= U1), изменение В. э. равно нулю и Q - А (см. Круговой процесс).

Изменение В. э. системы в адиабатном процессе (при отсутствии теплообмена с окружающей средой, т. е. при Q = 0) равно работе, производимой над системой или произведённой системой.

В случае простейшей физ. системы - идеального газа - изменение В. э., как показывает кинетич. теория газов, сводится к изменению кинетич. энергии молекул, определяемой темп-рой (см. Газы). Поэтому изменение В. э. идеального газа (или близких к нему по свойствам газов с малым межмолекулярным взаимодействием) определяется только изменением его темп-ры (закон Джоуля). В физ. системах, частицы к-рых взаимодействуют между собой (реальные газы, жидкости, твёрдые тела), В. э. включает также энергию межмолекулярных и внутримолекулярных взаимодействий. В. э. таких систем зависит как от темп-ры, так и от давления (объёма).

Экспериментально можно определить только прирост или убыль В. э. в физ. процессе (за начало отсчёта можно взять, напр., исходное состояние). Методы статистической физики позволяют, в принципе, теоретически рассчитать В. э. физ. системы, но также лишь с точностью до постоянного слагаемого, зависящего от выбранного нуля отсчёта.

В области низких темп-р с приближением к абсолютному нулю (-273,16°С) В. э. конденсированных систем (жидких и твёрдых тел) приближается к определённому постоянному значению U0. становясь независимой от темп-ры (см. Третье начало термодинамики). Значение Uо может быть принято за начало отсчёта В. э.

В. э. относится к числу основных термодинамич. потенциалов (см. Потенциалы термодинамические). Изменение В. э. при постоянных объёме и темп-ре системы характеризует тепловой эффект реакции, а производная В. э. по темп-ре при постоянном объёме определяет теплоёмкость системы.

Лит. см. при ст. Потенциалы термодинамические. А. А, Лопаткин.




Смотреть больше слов в «Большой советской энциклопедии»

ВНУТРИ КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ →← ВНУТРЕННЯЯ ФЛЕКСИЯ

Смотреть что такое ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ в других словарях:

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ

        энергия тела, зависящая только от его внутреннего состояния. Понятие В. э. объединяет все виды энергии тела, за исключением энергии его движени... смотреть

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ

термодинамич. ф-ция состояния системы, ее энергия, определяемая внутр. состоянием. В. э. складывается в осн. из кинетич. энергии движения частиц (атомов, молекул, ионов, электронов) и энергии взаимод. между ними (внутри- и межмолекулярной). На В. э. влияет изменение внутр. состояния системы под действием внеш. поля; во В. э. входит, в частности, энергия, связанная с поляризацией диэлектрика во внеш. электрич. поле и намагничиванием парамагнетика во внеш. магн. поле. Кинетич. энергия системы как целого и потенциальная энергия, обусловленная пространств. расположением системы, во В. э. не включаются. В термодинамике определяется лишь изменение В. э. в разл. процессах. Поэтому В. э. задают с точностью до нек-рого постоянного слагаемого, зависящего от энергии, принятой за нуль отсчета. <p> В. э. Uкак ф-ция состояния вводится <i> первым началом термодинамики, </i> согласно к-рому разность между теплотой Q, переданной системе, и работой <i>W,</i> совершаемой системой, зависит только от начального и конечного состояний системы и не зависит от пути перехода, т. е. представляет изменение ф-ции состояния <img src="https://words-storage.s3.eu-central-1.amazonaws.com/production/article_images/5a3aa3a52685b21ade9b292f/b48a21b1-6cfe-48b8-be3e-f59ae0fe6007" alt="ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ фото №1" align="absmiddle" class="responsive-img img-responsive" title="ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ фото №1"> </p><p><img src="https://words-storage.s3.eu-central-1.amazonaws.com/production/article_images/5a3aa3a52685b21ade9b292f/601d2083-0f0c-4f9a-bbdc-d967351d19b3" alt="ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ фото №2" align="absmiddle" class="responsive-img img-responsive" title="ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ фото №2"> </p><p> где U<sub>1</sub> и <i><u>2 </u></i>- В. э. системы в начальном и конечном состояниях соответственно. Ур-ние (1) выражает закон сохранения энергии в применении к термодинамич. процессам, т. е. процессам, в к-рых происходит передача теплоты. Для циклич. процесса, возвращающего систему в начальное состояние,<img src="https://words-storage.s3.eu-central-1.amazonaws.com/production/article_images/5a3aa3a52685b21ade9b292f/b07baeef-66a7-4535-9e10-70046ee3501d" alt="ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ фото №3" align="absmiddle" class="responsive-img img-responsive" title="ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ фото №3"> . В изохорных процессах, т. е. процессах при постоянном объеме, система не совершает работы за счет расширения, <i>W=0</i> и теплота, переданная системе, равна приращению В. э.: <i><q>v=<img src="https://words-storage.s3.eu-central-1.amazonaws.com/production/article_images/5a3aa3a52685b21ade9b292f/895ba332-2fbc-4c0b-a6dc-638b1da1fb81" alt="ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ фото №4" align="absmiddle" class="responsive-img img-responsive" title="ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ фото №4">. &gt;</q></i> Для адиабатич. процессов, когда Q= 0,<img src="https://words-storage.s3.eu-central-1.amazonaws.com/production/article_images/5a3aa3a52685b21ade9b292f/80101587-cd1c-4890-95c9-97e372355b24" alt="ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ фото №5" align="absmiddle" class="responsive-img img-responsive" title="ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ фото №5"> = - <i>W.</i> </p><p> В.э. системы как ф-ция ее энтропии S, объема V и <i></i> числа молей m<sub>i</sub> i-того компонента представляет собой <i> термодинамический потенциал.</i> Это является следствием первого и второго начал термодинамики и выражается соотношением: </p><p><img src="https://words-storage.s3.eu-central-1.amazonaws.com/production/article_images/5a3aa3a52685b21ade9b292f/733f3afe-ebbf-4dcd-b19e-fc4cfa663e69" alt="ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ фото №6" align="absmiddle" class="responsive-img img-responsive" title="ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ фото №6"> " </p><p> где Т - абс. т-ра, <i> р-</i> давление,<img src="https://words-storage.s3.eu-central-1.amazonaws.com/production/article_images/5a3aa3a52685b21ade9b292f/1d710235-fa47-4108-beac-96ebeab92206" alt="ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ фото №7" align="absmiddle" class="responsive-img img-responsive" title="ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ фото №7"> -хим. потенциал i-того компонента. Знак равенства относится к равновесным процессам, знак неравенства-к неравновесным. Для системы с заданными значениями <i>S, V,</i>m<sub>i</sub> (<i>закрытая система</i> в жесткой адиабатной оболочке) В. э. при равновесии минимальна. Убыль В. э. в обратимых процессах при постоянных Vи Sравна макс. полезной работе (см. <i> Максимальная работа реакции).</i> </p><p> Зависимость В. э. равновесной системы от т-ры и объема <i>U =f(T, V</i> )наз. калорическим уравнением состояния. Производная В. э. по т-ре при постоянном объеме равна изохорной теплоемкости: </p><p><img src="https://words-storage.s3.eu-central-1.amazonaws.com/production/article_images/5a3aa3a52685b21ade9b292f/53f85c72-7c72-4c58-adb8-e67fb2005981" alt="ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ фото №8" align="absmiddle" class="responsive-img img-responsive" title="ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ фото №8"> </p><p> В. э. идеального газа от объема не зависит и определяется только т-рой. </p><p> Экспериментально определяют значение В. э. в-ва, отсчитываемое от ее значения при абс. нуле т-ры. Определение В. э. требует данных о теплоемкости <i> С <sub>V</sub> (Т),&gt;</i> теплотах фазовых переходов, об ур-нии состояния. Изменение В. э. при хим. р-циях (в частности, стандартная В. э. образования в-ва) определяется по данным о тепловых эффектах р-ций, а также по спектральным данным. Теоретич. расчет В. э. осуществляется методами статистич. термодинамики, к-рая определяет В. э. как среднюю энергию системы в заданных условиях изоляции (напр., при заданных <i> Т, V,</i>m<sub>i</sub>). В. э. одноатомного идеального газа складывается из средней энергии поступат. движения молекул и средней энергии возбужденных электронных состояний; для двух- и многоатомных газов к этому значению добавляется также средняя энергия вращения молекул и их колебаний около положения равновесия. В. э. 1 моля одноатомного идеального газа при т-рах порядка сотен К составляет <i>3RT/2,</i> где R-газовая постоянная; она сводится к средней энергии поступат. движения молекул. Для двухатомного газа мольное значение В. э.-ок. <i>5RT/2</i> (сумма поступат. и вращат. вкладов). Указанные значения отвечают закону равнораспределения энергии для названных видов движения и вытекают из законов классич. статистич. механики. Расчет колебат. и электронного вкладов во В. э., а также вращат. вклада при низких т-рах требует учета квантовомех. закономерностей. В. э. реальных систем включает помимо вкладов, учитываемых для идеального газа, также среднюю энергию <i> межмолекулярных взаимодействии.</i> </p><p><i> Лит.:</i> Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Статистическая физика, 2 изд., М., 1964; Полторак О. М., Лекции по химической термодинамике, М., 1971; Ка-рапетьянц М. X., Химическая термодинамика, 3 изд., М., 1975. <i> Н. А. Смирнова.</i> <br> <br> <br></p>... смотреть

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ

энергия физ. системы, зависящая от её внутр. состояния. В. э. включает энергию хаотического (теплового) движения всех микрочастиц системы (моле... смотреть

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ

[intrinsic energy] — термодинамическая величина, характеризизующая количество всех видов внутренних движений, совершенных в системе. Измерить абсолютную внутреннюю энергия тела невозможно. На практике измеряют лишь изменение внутреннюю энергию системы, используя первое начало термодинамики: изменение внутренней энергии системы Δ<i>U</i> = <i>Q — W</i>, где <i>Q</i> — теплота, поглощенная системой, <i>W</i> — работа, произведенная системой над окружающей средой.Величина Δ<i>U</i> зависит только от начального и конечного состояния системы и не зависит от промежуточного состояния, поэтому изменение внутреней энергия — функция состояния термодинамической системы. Количественно оценить абсолютную внутреннюю энергию тела можно лишь по отношению к некоторому, условно выбранному стандартному состоянию. Согласно молекулярной теории вещества внутренняя энергия тела складывается из кинетической и потенциальной энергий молекул, электронов и ядер. Внутренняя энергия идеального газа зависит лишь от его абсолютной температуры (не зависит от давления и объема);<br>Смотри также:<br> — Энергия<br> — энергия Ферми<br> — энергия связи<br> — энергия активации<br> — потенциальная энергия<br> — кинетическая энергия<br> — энергия кристаллической решетки<br> — энергия химической связи<br> — энергия Гиббса, изобарный потенциал<br> — энергия Гельмгольца, изохорный потенциал<br>... смотреть

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ

энергия системы, зависящая от её внутр. состояния. В. э. включает в себя энергию хаотич. (теплового) движения всех микрочастиц системы (молекул, атомов... смотреть

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ

▲ энергия ↑ материальное тело, в соответствии с, состояние, внутренний температуравнутренняя энергия - энергия данного тела, зависящая только от его ... смотреть

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ тела, включает кинетическую энергию составляющих тело молекул, атомов, электронов, ядер, а также энергию взаимодействия этих частиц друг с другом. Изменение внутренней энергии численно равно работе, которую совершают над телом (например, при его сжатии) в адиабатном процессе, или количеству теплоты, которое сообщается телу (например, при его нагревании) в изохорном процессе. <br>... смотреть

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ

ЭНЕРГИЯ тела, включает кинетическую энергию составляющих тело молекул, атомов, электронов, ядер, а также энергию взаимодействия этих частиц друг с друг... смотреть

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ тела, складывается из кинетической энергии молекул тела и их структурных единиц (атомов, электронов, ядер), энергии взаимодействия атомов в молекулах и т. д. Во внутреннюю энергию не входит энергия движения тела как целого и потенциальная энергия, которой может обладать тело в каком-либо силовом поле (гравитационном, магнитном и др.).<br><br><br>... смотреть

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ

ВНУТРЕННЯЯ энергия тела - складывается из кинетической энергии молекул тела и их структурных единиц (атомов, электронов, ядер), энергии взаимодействия атомов в молекулах и т. д. Во внутреннюю энергию не входит энергия движения тела как целого и потенциальная энергия, которой может обладать тело в каком-либо силовом поле (гравитационном, магнитном и др.).<br>... смотреть

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ

- тела - складывается из кинетической энергии молекултела и их структурных единиц (атомов, электронов, ядер), энергиивзаимодействия атомов в молекулах и т. д. Во внутреннюю энергию не входитэнергия движения тела как целого и потенциальная энергия, которой можетобладать тело в каком-либо силовом поле (гравитационном, магнитном и др.).... смотреть

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ

тела, складывается из кинетич. энергии молекул тела и их структурных единиц (атомов, электронов, ядер), энергии взаимодействия атомов в молекулах и т. ... смотреть

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ

energia interna {intrinseca}; яд. физ. energia endogena

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ

internal [intrinsic] energy, self-energy* * *intrinsic energy

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ

internal energy, intrinsic energy

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ

innere Energie, Energieinhalt

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ

energía interna, energía intrínseca

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ

вну́трішня ене́ргія

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ ТЕЛА

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ тела, складывается из кинетической энергии молекул тела и их структурных единиц (атомов, электронов, ядер), энергии взаимодействия атомов в молекулах и т. д. Во внутреннюю энергию не входит энергия движения тела как целого и потенциальная энергия, которой может обладать тело в каком-либо силовом поле (гравитационном, магнитном и др.).... смотреть

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ ТЕЛА

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ тела , складывается из кинетической энергии молекул тела и их структурных единиц (атомов, электронов, ядер), энергии взаимодействия атомов в молекулах и т. д. Во внутреннюю энергию не входит энергия движения тела как целого и потенциальная энергия, которой может обладать тело в каком-либо силовом поле (гравитационном, магнитном и др.).... смотреть

T: 103