După cum știți, orice corp are al săupropria structură unică, care este determinată de compoziția și structura sa chimică. În același timp, particulele care alcătuiesc această structură sunt mobile, interacționează între ele și, prin urmare, au o anumită cantitate de energie internă. La solide, legăturile particulelor care alcătuiesc structura corpului sunt puternice, astfel încât interacțiunea lor cu particulele care alcătuiesc structura altor corpuri este dificilă.
Arată complet diferit în lichide saugaze, unde legăturile moleculare sunt slabe și, prin urmare, moleculele se pot mișca suficient de liber și pot interacționa cu particulele altor substanțe. În aceasta, de exemplu, se manifestă proprietatea solubilității.
Aceasta înseamnă că energia internă a gazului esteeste un parametru care determină starea gazului în sine, adică energia mișcării termice a microparticulelor sale, care sunt molecule, atomi, nuclei etc. În plus, acest concept caracterizează și energia interacțiunii lor.
Când o moleculă trece de la o stare la alta, energia internă a gazului, a cărei formulă este WU = dQ - dA - arată doar procesul de schimbare a acestui lucruenergie interna. Tocmai pentru că este de fapt văzut din formulă, este caracterizat întotdeauna prin diferența dintre valorile sale la începutul și sfârșitul tranziției unei molecule de la o stare la alta. Calea tranziției în sine, adică dimensiunea sa, nu joacă niciun rol. Din acest raționament rezultă cea mai de bază concluzie care caracterizează acest fenomen - energia internă a unui gaz este determinată exclusiv de indicatorul temperaturii gazului și nu depinde deloc de valoarea volumului acestuia. Pentru analiza matematică, această concluzie este importantă în sensul că nu este posibilă măsurarea directă a valorii energiei interne, doar schimbarea acesteia poate fi determinată și reprezentată prin mijloace matematice (acest lucru este subliniat de prezența simbolului în formulă - W).
Pentru corpurile fizice, energia lor internăsupus dinamicii (schimbării) numai dacă există interacțiunea acestor corpuri cu alte corpuri. În același timp, există două modalități principale ale acestei schimbări: munca (efectuată prin frecare, impact, compresie etc.) și transferul de căldură. Ultima metodă - transferul de căldură - reflectă dinamica schimbărilor de energie internă în acele cazuri în care nu se lucrează, iar energia este transferată, de exemplu, de la corpuri cu o temperatură mai mare la corpuri cu o valoare mai mică.
În acest caz, astfel de tipuri de transfer de căldură se disting ca:
Toate aceste procese sunt reflectate de legea conservăriienergie. Dacă această lege este luată în considerare în legătură cu procesele termodinamice care apar în gaze, atunci ea poate fi formulată după cum urmează: energia internă a unui gaz real, sau mai bine zis, schimbarea acestuia, reprezintă cantitatea totală de căldură care i-a fost transferată din surse externe și din lucrarea care a fost angajat asupra acestui gaz.
Dacă luăm în considerare funcționarea acestei legi (primalegea termodinamicii) aplicată unui gaz ideal, se pot observa următoarele regularități. În cadrul procesului, a cărui temperatură rămâne neschimbată (proces izotermic), energia internă va fi totodată constantă.
În cadrul procesului izobaric, care se caracterizează prino modificare a temperaturii gazului, creșterea sau scăderea acestuia, duce, respectiv, la o creștere sau scădere a energiei interne și a muncii efectuate de gaz. Acest fenomen, de exemplu, demonstrează în mod clar expansiunea unui gaz atunci când este încălzit și capacitatea unui astfel de gaz de a conduce unități de abur.
Când se ia în considerare procesul izocoric, în care parametrul volumului său rămâne neschimbat, energia internă a gazului se schimbă numai sub influența cantității de căldură transferată.
Există, de asemenea, un proces adiabatic, care se caracterizează prin absența schimbului de căldură între gaz și surse externe. În acest caz, valoarea energiei sale interne scade, prin urmare, gazul se răcește.
