Что такое внутренняя энергия и как она
Внутренняя энергия
Важной характеристикой термодинамической системы является ее внутренняя энергия U. Внутренняя энергия — это энергия теплового движения микрочастиц системы молекул, атомов, электронов, ядер и т. Внутренняя энергия тела слагается из кинетической энергии поступательного движения молекул, кинетической и потенциальной энергий колебательного движения атомов в молекулах, потенциальной энергии взаимодействия между молекулами и внутримолекулярной энергии то есть энергии электронных оболочек атомов и внутри ядерной. Кинетическая энергия тела как целого и его потенциальная энергия во внешнем силовом поле во внутреннюю энергию не входят. В термодинамические формулы входит не сама энергия, а ее изменение, поэтому внутреннюю энергию можно определять с точностью до аддитивной постоянной. Внутренняя энергия системы тел состоит из внутренней энергии каждого из тел в отдельности и энергии взаимодействия между телами.
Внутренняя энергия — это фраза, которая может казаться сложной, но давайте разберем ее простыми словами. Представьте, что тело — это большой город, а частицы, из которых он состоит — это его жители. Они двигаются, взаимодействуют друг с другом, и именно эта активность создает внутреннюю энергию тела. В ежедневной жизни мы не чувствуем этой энергии. Но она там, и она весьма немаловажна.
Принято в физике сплошных сред , термодинамике и статистической физике для той части полной энергии термодинамической системы , которая не зависит от выбора системы отсчета [1] и которая в рамках рассматриваемой задачи может изменяться [2]. То есть для равновесных процессов в системе отсчета, относительно которой центр масс рассматриваемого макроскопического объекта покоится, изменения полной и внутренней энергии всегда совпадают. Перечень составных частей полной энергии, входящих во внутреннюю энергию, непостоянен и зависит от решаемой задачи. Иначе говоря, внутренняя энергия — это не специфический вид энергии [3] , а совокупность тех изменяемых составных частей полной энергии системы, которые следует учитывать в конкретной ситуации. Внутренняя энергия как специфическое для термических систем понятие, а не просто как термин для обозначения изменяемой части полной энергии, нужна постольку, поскольку с её помощью в физику вводят новые величины: термические температура , энергия Гельмгольца , энтальпия и энтропия и химические химические потенциалы и массы составляющих систему веществ , энергия Гиббса [4].
.svg "Внутренняя энергия идеального газа")
.jpg)
