Термодинамика (Сборник рефератов). Черный А.А. - 44 стр.

                            РЕФЕРАТ № 5
                   ТЕРМОДИНАМИКА В ОПРЕДЕЛЕНИЯХ

         Внутренняя энергия. Предмет изучения термодинамики. Работа
машин и механизмов, используемых человечеством в повседневном опыте на
протяжении тысячелетий, осуществлялась главным образом за счет мускуль-
ных усилий людей и животных. Применение наклонной плоскости, рычагов,
колес и блоков существенно облегчило физические нагрузки. Использование
энергии ветра и падающей воды позволило совершать значительно большую
механическую работу, чем прежде.
         Однако огромный запас энергии, находящейся внутри тел, практически
до XVIII в. не был востребован цивилизацией. Исключение составляла лишь
энергия пороха, разгонявшая до большой скорости снаряды и пули, используе-
мая человечеством отнюдь не для созидательных, конструктивных целей.
         Одним из ключевых моментов научно-технической революции был пе-
реход от применения механической энергии к использованию внутренней энер-
гии, за счет которой может совершаться большая работа.
         Термодинамика — раздел физики, изучающий возможности ис-
пользования внутренней энергии тел для совершения механической рабо-
ты.
         Учитывая, что энергетические превращения сопутствуют всем явлени-
ям природы, можно более широко определить термодинамику как теорию
наиболее общих свойств макроскопических систем.
         Внутренняя        энергия       идеального        газа.       Одной
из основных величин, используемых в термодинамике, является внутренняя
энергия тела.
         Внутренняя энергия тела — сумма кинетической энергии хаотиче-
ского теплового движения частиц (атомов или молекул) тела и потенци-
альной энергии их взаимодействия.
         Для идеального газа потенциальная энергия взаимодействия частиц
пренебрежимо мала по сравнению с их кинетической энергией теплового дви-
жения. Поэтому внутренняя энергия идеального газа определяется кинетиче-
ской энергией теплового движения частиц.
         Средняя кинетическая энергия одного атома (согласно формуле )
         Еk=3/2kT.
         В силу хаотичности движения на каждое из трех возможных направле-
ний движения, или степень свободы, по оси X, Y и Z приходится одинаковая
энергия kT/2.
         Число степеней свободы — число возможных независимых направ-
лений движения молекулы.
         Внутренняя энергия U одноатомного газа, состоящего из N атомов, в N
раз больше энергии одного атома: U=NEk=3/2NkT.
         Разделив и умножив это выражение на молярную массу М = maNA, по-
лучаем
         U=3/2 m/M RT.
                                    44