energia internă, energia unui corp depinde numai de starea sa internă. Conceptul de energie internă unește toate tipurile de energie a corpului, cu excepția energiei mișcării sale în ansamblu și energia potențială, pe care organismul poate avea, în cazul în care este în domeniul de ceea ce unele forțe (de exemplu, în domeniul forțelor gravitaționale).
Conceptul de energie internă introdus W. Thomson (1851), prin determinarea variației energiei interne (DU) a corpului (sistem fizic) în orice proces ca suma algebrică a cantității de căldură Q care sistemul comunică în procesul de mediu și munca Un sistem angajat sau produs deasupra:
Un loc de muncă este considerat a fi pozitiv, în cazul în care a produs un sistem pe organisme externe, în timp ce cantitatea de căldură Q să fie pozitiv în cazul în care este trecut la sistem. Ecuația (1) exprimă prima lege a termodinamicii - legea conservării energiei aplicate la procesele în care are loc transferul de căldură.
Conform legii conservării energiei, energia internă este o funcție unică a stării unui sistem fizic, și anume Funcția singură valoare a variabilelor independente care determină această condiție, de exemplu, de temperatura T, și volumul V sau presiunea p. Deși fiecare dintre cantitățile (Q și A) depinde de natura procesului, transferă sistemul de stat cu B. e. U1 U2 la o stare cu energie, unicitatea internă a energiei conduce la faptul că DU este determinată numai de valorile din energia internă a statelor inițiale și finale: DU = U2 - U1. Pentru orice proces închis, aduce sistemul la starea inițială (U2 = U1), variația energiei interne este egală cu zero, și Q = A.
Schimbarea energiei interne a sistemului într-un proces adiabatic (în absența schimbului de căldură cu mediul înconjurător, adică, atunci când Q = 0) este egal cu lucrul mecanic efectuat asupra sistemului produs a sistemului sau.
In cel mai simplu caz sistemul fizic - gaz ideal - variația energiei interne, deoarece teoria cinetică a gazelor, se reduce la o schimbare în energia cinetică a moleculelor determinate de temperatura. Prin urmare, schimbarea energiei interne a gazelor ideale (sau aproape proprietăți pentru gaze cu interacțiune mică intermoleculară) determinată numai prin schimbarea temperaturii sale (Joule). In sistemele fizice, particulele care interactioneaza (gaze reale, lichide, solide), energia internă cuprinde energie al intermoleculare și interacțiunile intramoleculare. Energia internă a acestor sisteme depinde atât de temperatura și presiunea (volum).
Ea poate fi determinată numai experimental a crește sau descrește în energia internă a procesului fizic (pentru punctul de referință poate lua, de exemplu, starea inițială). Metodele fizicii statistice permit, în principiu, să se calculeze teoretic energia internă a unui sistem fizic, ci doar până la un termen constant, în funcție de referința selectată la sol.
La temperaturi scăzute se apropie de zero absolut (-273,16 ° C), energia internă a sistemelor condensate (lichide și solide) pot fi aproximate la o anumită valoare constantă U 0, devenind independentă de temperatură. Valoarea U 0 poate fi luată ca energia internă punct de referință.
Energia internă este un potențiale termodinamice fundamentale. Schimbarea energiei interne la volum constant și temperatura sistemului caracterizează căldura de reacție, iar energia internă a derivatului a temperaturii la un sistem de volum constant determină capacitatea termică.
Legea conservării și transformării energiei, comune la fenomene termice, se numește prima lege a termodinamicii.
În general, trecerea de la o stare la alta schimbare internă a energiei, simultan, atât de a face de lucru A, și datorită cantității de căldură de transmisie Q:
accelerația gravitațională: 10 Numărul lui Avogadro: 06 octombrie 23 * masa molara de apă: 18 * 10 -3