1. Кожна термодинамічна система характеризується повною енергiєю, в яку входять :
1) кінетична енергія механічного руху системи як цiлого у просторi або її макрочастинок;
2) потенціальна енергія, яка залежить вiд положення системи в зовнiшньому силовому полi;
3) внутрiшня енергiя U, яка залежить вiд внутрiшнього стану системи.
Внутрішня енергія мiстить у собi:
1) кінетичну енергію поступального та обертального руху молекул;
2) потенціальну енергію їх взаємодiї;
3) енергiю коливального руху молекул, електронних оболонок і ядер.
Слiд сказати, що внутрішня енергія є функцiєю параметрiвстану системи (перехiд системи з одного стану в iнший не залежить вiд способу переходу цiєї системи з одного стану в iнший).
для даної маси.
В iдеальному газi потенціальна енергія взаємодiї молекул дорiвнює 0. У термодинаміцi не враховується внутрiшньомолекулярна та внутрiшньоядерна енергiя, тому внутрішня енергія iдеального газу однозначно повинна дорiвнювати кінетичній енергії молекул.
Нам відомо, що для однієї молекули ;
а для одного моля ;
; ;
- внутрiшня енергiя одного моля iдеального газу.
- внутрiшня енергiя iдеального газу.
2. Змiна стану системи зумовлена передачею енергiї вiд одного тiла системи до iншого, а передача енергiї вiдбувається або у формi виконаної механічної роботи А, або у формi передачi теплоти Q.
Kiлькiсть теплоти Q - це фiзична величина, яка чисельно дорiвнює кiлькостi енергiї, що передається вiд одної системи до iншої внаслiдок теплообмiну.
Вiдомо, що теплота Q i робота А як двi форми передачi енергiї тiсно пов`язанi одна з одною. Одержимо вираз для роботи А при розширеннi газу:
dh
газ
(2)
Якщо А>0, то газ звершує роботу при розширеннi.
Якщо А<0, то робота звершується над газом, унаслiдок чого вiн стискується.
Розглянемо вираз для роботи для рiзних iзопроцеciв :
1). iзохоричний: V = const; dV = 0;
2). iзобаричний:
3). iзотермiчний:
3. Перший початок термодинаміки зумовлює закон збереження та перетворення енергiї стосовно теплових процесiв i формулюється так: