Όπως γνωρίζετε, κάθε σώμα έχει τη δική τουτη δική του μοναδική δομή, η οποία καθορίζεται από τη χημική της σύνθεση και δομή. Σε αυτή την περίπτωση, τα σωματίδια που αποτελούν αυτή τη δομή είναι κινητά, αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και, συνεπώς, έχουν μια ορισμένη ποσότητα εσωτερικής ενέργειας. Στα στερεά, οι δεσμοί των σωματιδίων που αποτελούν τη δομή του σώματος είναι ισχυροί, έτσι η αλληλεπίδρασή τους με τα σωματίδια που αποτελούν τη δομή άλλων σωμάτων είναι δύσκολη.
Φαίνεται εντελώς διαφορετικό σε υγρά ήαέρια, όπου οι μοριακοί δεσμοί είναι αδύναμοι και επομένως τα μόρια μπορούν να κινούνται αρκετά ελεύθερα και να αλληλεπιδρούν με σωματίδια άλλων ουσιών. Αυτό, για παράδειγμα, δείχνει την ιδιότητα της διαλυτότητας.
Ως εκ τούτου, η εσωτερική ενέργεια του αερίου είναιμια παράμετρος που καθορίζει την κατάσταση του αερίου, δηλαδή την ενέργεια της θερμικής αυτό κίνησης μικροσωματίδια τα οποία δρουν μόρια, άτομα, πυρήνες και τα παρόμοια. δ. Επιπλέον, αυτή η έννοια περιγράφει την ενέργεια και την αλληλεπίδρασή τους.
Όταν ένα μόριο περνά από τη μία κατάσταση στην άλλη, η εσωτερική ενέργεια του αερίου, WU = dQ - dA - δείχνει μόνο τη διαδικασία αλλαγής αυτούεσωτερική ενέργεια. Είναι επειδή στην πραγματικότητα να φανεί από τον τύπο, είναι πάντα χαρακτηρίζεται από την διαφορά μεταξύ της αξίας της στην αρχή και στο τέλος της μετάβασης του μορίου από ένα κράτος στο άλλο. Η πορεία της ίδιας της μετάβασης, δηλαδή του μεγέθους της, δεν παίζει κανένα ρόλο. Από αυτό το σκεπτικό ακολουθεί το πιο βασικό συμπέρασμα που χαρακτηρίζει αυτό το φαινόμενο: η εσωτερική ενέργεια ενός αερίου καθορίζεται αποκλειστικά από τον εκθέτη της θερμοκρασίας του αερίου και είναι εντελώς ανεξάρτητη από την αξία του όγκου του. Για μαθηματική ανάλυση, αυτό το συμπέρασμα είναι σημαντικό υπό την έννοια ότι δεν είναι δυνατή η άμεση μέτρηση της αξίας της εσωτερικής ενέργειας, είναι δυνατόν να προσδιοριστούν και να αναπαρασταθούν με μαθηματικά μέσα μόνο η αλλαγή της (αυτό τονίζεται από την παρουσία του συμβόλου στο πρότυπο - Στο).
Για τα φυσικά σώματα, την εσωτερική τους ενέργειαυπόκειται στη δυναμική (αλλαγή) μόνο υπό την προϋπόθεση ότι υπάρχει αλληλεπίδραση αυτών των σωμάτων με άλλα σώματα. Ταυτόχρονα, υπάρχουν δύο βασικοί τρόποι αυτής της αλλαγής: εργασία (εκτελείται με τριβή, κρούση, συμπίεση κλπ.) Και μεταφορά θερμότητας. Η τελευταία μέθοδος - μεταφορά θερμότητας - αντανακλά τη δυναμική των αλλαγών στην εσωτερική ενέργεια σε εκείνες τις περιπτώσεις, όταν η εργασία δεν γίνεται, και η ενέργεια μεταφέρεται, για παράδειγμα, από σώματα με υψηλότερη θερμοκρασία σε σώματα με χαμηλότερη τιμή.
Σε αυτή την περίπτωση, διαχωρίζουμε τέτοιους τύπους μεταφοράς θερμότητας ως:
Όλες αυτές οι διαδικασίες αντικατοπτρίζονται από τον νόμο περί διατήρησηςενέργειας. Εάν ο νόμος αυτός κρίνεται σε σχέση με τις θερμοδυναμικές διεργασίες που συμβαίνουν σε αέρια, μπορεί να διατυπωθεί ως εξής: η εσωτερική ενέργεια ενός πραγματικού αερίου - ή μάλλον, η αλλαγή της, αντιπροσωπεύει το συνολικό ποσό της θερμότητας που μεταφέρεται σε αυτό από εξωτερικές πηγές και από την εργασία, η οποία ήταν γίνεται πάνω από αυτό το αέριο.
Αν εξετάσουμε τη λειτουργία αυτού του νόμου (η πρώτηνόμος της θερμοδυναμικής) που εφαρμόζεται σε ένα ιδανικό αέριο, τότε μπορούμε να δούμε τα παρακάτω πρότυπα. Μέσα στη διαδικασία, η θερμοκρασία της οποίας παραμένει αμετάβλητη (ισοθερμική διαδικασία), η εσωτερική ενέργεια θα είναι πάντα σταθερή.
Στο πλαίσιο της ισοβαρικής διαδικασίας, η οποία χαρακτηρίζεται απόη αλλαγή της θερμοκρασίας του αερίου, η αύξηση ή η μείωση του, οδηγεί, αντίστοιχα, σε αύξηση ή μείωση της εσωτερικής ενέργειας και της εργασίας του αερίου. Αυτό το φαινόμενο, για παράδειγμα, δείχνει σαφώς την επέκταση του αερίου όταν θερμαίνεται και την ικανότητα ενός τέτοιου αερίου να κινεί μονάδες ατμού.
Όταν εξετάζεται η ισοχορική διαδικασία, στην οποία η παράμετρος του όγκου της παραμένει αμετάβλητη, η εσωτερική ενέργεια του αερίου αλλάζει μόνο υπό την επίδραση της ποσότητας της μεταφερόμενης θερμότητας.
Υπάρχει επίσης μια αδιαβατική διαδικασία, η οποία χαρακτηρίζεται από την απουσία ανταλλαγής θερμότητας αερίου με εξωτερικές πηγές. Σε αυτή την περίπτωση, η αξία της εσωτερικής της ενέργειας μειώνεται, ως εκ τούτου - το αέριο δροσίζει.
