Come sai, ogni corpo ha il suopropria struttura unica, che è determinata dalla sua composizione chimica e struttura. Inoltre, le particelle che compongono questa struttura sono mobili, interagiscono tra loro e, quindi, hanno una certa quantità di energia interna. Nei solidi, i legami delle particelle che compongono la struttura del corpo sono forti, quindi è difficile la loro interazione con le particelle che compongono la struttura di altri corpi.
Совсем по-другому это выглядит в жидкостях или gas, dove i legami molecolari sono deboli e quindi le molecole possono muoversi abbastanza liberamente e interagire con particelle di altre sostanze. In questo, ad esempio, si manifesta la proprietà di solubilità.
Quindi, l'energia interna del gas rappresentaè un parametro che determina lo stato del gas stesso, ovvero l'energia del moto termico delle sue microparticelle, che sono molecole, atomi, nuclei, ecc. Inoltre, questo concetto caratterizza anche l'energia della loro interazione.
Quando una molecola passa da uno stato a un altro, l'energia interna del gas, la cui formula è WU = dQ - dA - mostra solo il processo di modifica di questoEnergia interna. Proprio perché effettivamente visto dalla formula, è sempre caratterizzato dalla differenza tra i suoi valori all'inizio e alla fine del passaggio di una molecola da uno stato all'altro. Il percorso stesso della transizione, cioè la sua grandezza, non gioca alcun ruolo. Da questo ragionamento segue la conclusione più basilare che caratterizza questo fenomeno: l'energia interna del gas è determinata esclusivamente dall'indicatore della temperatura del gas e non dipende affatto dal valore del valore del suo volume. Per l'analisi matematica, questa conclusione è importante nel senso che non è possibile misurare direttamente il valore dell'energia interna, è possibile determinare e rappresentare con mezzi matematici solo il suo cambiamento (questo è sottolineato dalla presenza nella formula del simbolo - il).
Per i corpi fisici, la loro energia internasoggetto a dinamiche (cambiamento) solo a condizione della presenza di interazione di questi corpi con altri corpi. Allo stesso tempo, ci sono due modi principali per questo cambiamento: lavoro (eseguito per attrito, impatto, compressione, ecc.) E trasferimento di calore. L'ultimo metodo - il trasferimento di calore - riflette la dinamica dei cambiamenti nell'energia interna in quei casi in cui il lavoro non viene svolto e l'energia viene trasferita, ad esempio, da corpi con una temperatura più alta a corpi con un valore inferiore.
In questo caso, tali tipi di trasferimento di calore si distinguono come:
Tutti questi processi sono riflessi dalla legge di conservazioneenergia. Se questa legge è considerata in relazione ai processi termodinamici che avvengono nei gas, allora può essere formulata come segue: l'energia interna di un gas reale, o meglio, il suo cambiamento, rappresenta la quantità totale di calore che gli è stata trasferita da fonti esterne , e dal lavoro svolto su questo gas.
Se consideriamo il funzionamento di questa legge (la primala legge della termodinamica) applicata a un gas ideale, si possono osservare le seguenti regolarità. Nell'ambito del processo, la cui temperatura rimane invariata (processo isotermico), anche l'energia interna sarà sempre costante.
Nell'ambito del processo isobarico, che è caratterizzato dauna variazione della temperatura del gas, il suo aumento o diminuzione, porta, rispettivamente, ad un aumento o diminuzione dell'energia interna e del lavoro svolto dal gas. Questo fenomeno, ad esempio, dimostra chiaramente l'espansione di un gas quando riscaldato e la capacità di tale gas di azionare le unità a vapore.
Quando si considera il processo isocoro, in cui il parametro del suo volume rimane invariato, l'energia interna del gas cambia solo sotto l'influenza della quantità di calore trasferito.
Esiste anche un processo adiabatico, caratterizzato dall'assenza di scambio termico tra gas e fonti esterne. In questo caso, il valore della sua energia interna diminuisce, quindi il gas si raffredda.
