Механика и молекулярная физика. Берзин А.А - 23 стр.

                               23
11.1. Внутренняя энергия системы. Работа. Количество теплоты
     Наиболее важную роль в термодинамике играет (уже введен-
ное нами в разделе 10.4) понятие внутренней энергии тела U, кото-
рая для идеального газа складывается из кинетической энергии хао-
тического движения молекул, их энергии вращения и колебания.
     Данному равновесному состоянию идеального газа, соглас-
но выражению (10.12), соответствует одно и только одно значе-
ние внутренней энергии U, определяемое его температурой Т.
Приращение внутренней энергии ΔU при переходе газа из одного
состояния в другое всегда равно разности значений внутренней
энергии в этих состояниях, независимо от пути перехода:
                             mi
                        ΔU =     RΔT .                     (11.1)
                             μ2
     Поэтому говорят, что внутренняя энергия U является функ-
цией состояния системы.
     В термодинамические формулы входит не сама энергия, а ее
изменение. Поэтому внутреннюю энергию определяют с точно-
стью до произвольной аддитивной постоянной, выбирая ее такой,
чтобы выражение для внутренней энергии было наиболее про-
стым. Внутренняя энергия системы может быть изменена всего
двумя принципиально различными способами: совершением ра-
боты и путем теплообмена (теплопередачи).
     Для того чтобы объем, занимаемый газом, увеличился, газ
должен совершить работу против внешних сил. Пусть идеальный
газ заключен в цилиндрический объем с поршнем (см. рис.11.1).
Сила F, действующая на поршень площадью S со стороны газа,
равна F = pS , и, следовательно, элементарная работа δA , совер-
шаемая при перемещении поршня на расстояние dx есть: