რისი მიცემაა ნებადართული ჩვილებისთვის? როგორ შეგიძლიათ შეამციროთ ტემპერატურა უფროს ბავშვებში? რომელი მედიკამენტებია ყველაზე უსაფრთხო?

მათი ურთიერთქმედება. შინაგანი ენერგია შემოდისენერგეტიკული გარდაქმნების ბალანსი ბუნებაში. გახსნის შემდეგშინაგანი ენერგია ჩამოყალიბდაენერგიის შენარჩუნებისა და ტრანსფორმაციის კანონი. განვიხილოთ მექანიკური და შინაგანი ენერგიების ურთიერთ გარდაქმნა. დაე, ტყვიის ბურთი დადგეს ტყვიის ფილაზე. ავწიოთ და გავუშვათ. ბურთი რომ ავწიეთ, პოტენციურ ენერგიას ვაძლევდით. როდესაც ბურთი ეცემა, ის მცირდება, რადგან ბურთი უფრო და უფრო იკლებს. მაგრამ სიჩქარის მატებასთან ერთად ბურთის კინეტიკური ენერგია თანდათან იზრდება. ტრანსფორმაცია ხდებაპოტენციური ენერგია

ბურთი კინეტიკური. მაგრამ შემდეგ ბურთი ტყვიის ფირფიტას მოხვდა და გაჩერდა. მისი ორივე კინეტიკური და პოტენციური ენერგია ფირფიტასთან შედარებით ნულოვანი გახდა. დარტყმის შემდეგ ბურთისა და ფილის შესწავლისას დავინახავთ, რომ მათი მდგომარეობა შეიცვალა: ბურთი ოდნავ გაბრტყელდა და ფილაზე მცირე ჩაღრმავება წარმოიქმნა; როდესაც გავზომეთ მათი ტემპერატურა, აღმოვაჩენთ, რომ ისინი გაცხელდნენ. გათბობა ნიშნავს საშუალო მატებასკინეტიკური ენერგია

სხეულის მოლეკულები. დეფორმაციის დროს იცვლება სხეულის ნაწილაკების შედარებითი პოზიცია და შესაბამისად იცვლება მათი პოტენციური ენერგიაც. ამრიგად, შეიძლება ითქვას, რომ ბურთის ფირფიტაზე დარტყმის შედეგად, მექანიკური ენერგია, რომელსაც ბურთი ფლობდა ექსპერიმენტის დასაწყისში, გარდაიქმნება.

სხეულის შინაგანი ენერგია.

ძნელი არ არის დაკვირვება შინაგანი ენერგიის უკუ გადასვლის მექანიკურ ენერგიად. მაგალითად, თუ აიღებთ სქელკედლიან შუშის ჭურჭელს და საცობის ნახვრეტით მასში ჰაერს ჩაატარებთ, გარკვეული პერიოდის შემდეგ კორპი ჭურჭლიდან გაფრინდება. ამ დროს ხომალდში ნისლი იქმნება. ნისლის გამოჩენა ნიშნავს, რომ ჭურჭელში ჰაერი გაცივდა და, შესაბამისად, მისი შინაგანი ენერგია შემცირდა. ეს აიხსნება იმით, რომ ჭურჭელში მყოფიშტეფსელის ამოღება (ანუ გაფართოება) მუშაობდა მისი შიდა ენერგიის შემცირებით. დანამატის კინეტიკური ენერგია გაიზარდა შეკუმშული ჰაერის შიდა ენერგიის გამო.

ამრიგად, სხეულის შინაგანი ენერგიის შეცვლის ერთ-ერთი გზა არის სხეულის (ან სხვა სხეულების) მოლეკულების მუშაობა მოცემულ სხეულზე. სამუშაოს გარეშე შინაგანი ენერგიის შეცვლის გზაა სითბოს გადაცემა.

იდეალური ერთატომური აირის შიდა ენერგია.

ვინაიდან იდეალური გაზის მოლეკულები არ ურთიერთობენ ერთმანეთთან, მათი პოტენციური ენერგია ითვლება ნულამდე. იდეალური აირის შიდა ენერგია განისაზღვრება მხოლოდ მისი მოლეკულების შემთხვევითი გადამყვანი მოძრაობის კინეტიკური ენერგიით. მის გამოსათვლელად, თქვენ უნდა გაამრავლოთ ერთი ატომის საშუალო კინეტიკური ენერგია ატომების რაოდენობაზე . იმის გათვალისწინებით, რომ კ N A = R, ვიღებთ იდეალური გაზის შიდა ენერგიის მნიშვნელობას:

.

იდეალური მონატომური აირის შიდა ენერგია პირდაპირპროპორციულია მისი ტემპერატურისა. თუ გამოვიყენებთ კლაპეირონ-მენდელეევის განტოლებას, მაშინ იდეალური გაზის შიდა ენერგიის გამოხატულება შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც:

.

უნდა აღინიშნოს, რომ ერთი ატომის საშუალო კინეტიკური ენერგიის გამოთქმის მიხედვით და მოძრაობის შემთხვევითობის გამო მოძრაობის სამი შესაძლო მიმართულებიდან თითოეულს ან თითოეულს თავისუფლების ხარისხი, ღერძის გასწვრივ X, იდა ზანგარიშზე იგივე ენერგია.

თავისუფლების ხარისხების რაოდენობაარის მოლეკულის მოძრაობის შესაძლო დამოუკიდებელი მიმართულებების რაოდენობა.

გაზს, რომლის თითოეული მოლეკულა შედგება ორი ატომისგან, ეწოდება დიატომური. თითოეულ ატომს შეუძლია სამი მიმართულებით გადაადგილება, ამიტომ მოძრაობის შესაძლო მიმართულებების საერთო რაოდენობა არის 6. მოლეკულებს შორის კავშირის გამო თავისუფლების ხარისხი მცირდება ერთით, შესაბამისად დიატომური მოლეკულის თავისუფლების ხარისხი არის ხუთი.

დიატომური მოლეკულის საშუალო კინეტიკური ენერგია არის . შესაბამისად, იდეალური დიატომიური აირის შიდა ენერგია უდრის:

.

იდეალური გაზის შიდა ენერგიის ფორმულები შეიძლება განზოგადდეს:

.

სად მეარის გაზის მოლეკულების თავისუფლების გრადუსების რაოდენობა ( მე= 3 მონატომური და მე= 5 დიატომური გაზისთვის).

იდეალური გაზებისთვის, შიდა ენერგია დამოკიდებულია მხოლოდ ერთ მაკროსკოპულ პარამეტრზე - ტემპერატურაზე და არ არის დამოკიდებული მოცულობაზე, რადგან პოტენციური ენერგია ნულის ტოლია (მოცულობა განსაზღვრავს საშუალო მანძილს მოლეკულებს შორის).

რეალური გაზებისთვის პოტენციური ენერგია არ არის ნული. ამრიგად, შიდა ენერგია თერმოდინამიკაშია ზოგადი შემთხვევაცალსახად განისაზღვრება ამ სხეულების მდგომარეობის დამახასიათებელი პარამეტრებით: მოცულობა (V)და ტემპერატურა (T).

შინაგანი ენერგია- ეს არის მოლეკულების მოძრაობისა და ურთიერთქმედების ენერგია.

სხეულის შემადგენელი ყველა მოლეკულის კინეტიკური ენერგია და მათი ურთიერთქმედების პოტენციური ენერგიაა ამრიგად, შეიძლება ითქვას, რომ ბურთის ფირფიტაზე დარტყმის შედეგად, მექანიკური ენერგია, რომელსაც ბურთი ფლობდა ექსპერიმენტის დასაწყისში, გარდაიქმნება.

როდესაც სხეული ჩერდება, მექანიკური მოძრაობა ჩერდება, მაგრამ მისი მოლეკულების შემთხვევითი (თერმული) მოძრაობა ძლიერდება. მექანიკური ენერგია გარდაიქმნება სხეულის შინაგან ენერგიად

შინაგანი ენერგიადამოკიდებულია სხეულის ტემპერატურაზე, ნივთიერების აგრეგაციის მდგომარეობაზე და სხვა ფაქტორებზე.

სხეულის შინაგანი ენერგია არ არის დამოკიდებული არც სხეულის მექანიკურ მოძრაობაზე და არც ამ სხეულის პოზიციაზე სხვა სხეულებთან მიმართებაში.

თუ გავითვალისწინებთ ერთი მოლეკულის კინეტიკურ და პოტენციურ ენერგიას, მაშინ ეს ძალიან მცირე მნიშვნელობაა, რადგან მოლეკულის მასა მცირეა. ვინაიდან სხეული შეიცავს ბევრ მოლეკულას, სხეულის შინაგანი ენერგია, რომელიც უდრის ყველა მოლეკულის ენერგიის ჯამს, დიდი იქნება.

შინაგანი ენერგიის შეცვლის გზები

ტემპერატურის მატებასთან ერთად, სხეულის შინაგანი ენერგია იზრდება, რადგან ის იზრდება საშუალო სიჩქარეამ სხეულის მოლეკულების მოძრაობა. ტემპერატურის კლებასთან ერთად, პირიქით, მცირდება სხეულის შინაგანი ენერგია.

გამოცდილება:თუ ბოთლს რეზინის საცობით გაათბებთ, საცობი ცოტა ხნის შემდეგ გამოფრინდება.

ამრიგად, სხეულის შინაგანი ენერგია იცვლება, როდესაც იცვლება მოლეკულების მოძრაობის სიჩქარე.

შინაგანი ენერგია შეიძლება შეიცვალოს ორი გზით:

1) მექანიკური სამუშაოს შესრულება. შინაგანი ენერგია იზრდება, თუ სხეულზე კეთდება მუშაობა და მცირდება, თუ სხეულზე მუშაობა ხდება.

2) სითბოს გადაცემით (თბოგამტარობა, კონვექცია, გამოსხივება). თუ სხეული სითბოს გამოსცემს, მაშინ შინაგანი ენერგია მცირდება, ხოლო თუ სითბოს იღებს, მაშინ იზრდება.

სითბოს გადაცემის სახეები. ექსპერიმენტები, რომლებიც ასახავს სითბოს გადაცემის ტიპებს. სითბოს გადაცემა ბუნებაში, ტექნოლოგია, მექანიკა.

სითბოს გაცვლა (სითბოს გადაცემა)ეს არის შინაგანი ენერგიის შეცვლის პროცესი, რომელიც ხდება სამუშაოს შესრულების გარეშე.

1)

თერმული კონდუქტომეტრული - სითბოს გადაცემის სახეობა, რომლის დროსაც ენერგია გადადის ერთი სხეულიდან მეორეზე კონტაქტის დროს ან მისი ერთი ნაწილიდან მეორეზე. სხვადასხვა ნივთიერებებს აქვთ განსხვავებული თერმული გამტარობა. ლითონების თბოგამტარობა მაღალია, სითხეების – ნაკლები, ხოლო აირების – დაბალი. თერმული გამტარობით, მატერიის გადაცემა არ ხდება.

2) კონვექცია- სითბოს გადაცემის ტიპი, რომელშიც ენერგია გადადის გაზისა და სითხის ჭავლებით. არსებობს ორი სახის კონვექცია: ბუნებრივი და იძულებითი. მყარ სხეულებში არ არის კონვექცია, რადგან მათ ნაწილაკებს არ აქვთ დიდი მობილურობა. კონვექციის მრავალი გამოვლინება გვხვდება ბუნებაში და ადამიანის ცხოვრებაში. კონვექცია ასევე პოულობს გამოყენებას ტექნოლოგიაში.

3) რადიაცია - სითბოს გადაცემის სახეობა, რომელშიც ენერგია გადადის ელექტრომაგნიტური ტალღებით. მუქი ზედაპირის მქონე სხეულები უკეთესად შთანთქავენ და ასხივებენ ენერგიას, ვიდრე მსუბუქი ზედაპირის მქონე სხეულები. ეს გამოიყენება პრაქტიკაში.

* სითბოს გაცვლის დროს გამოყოფილი სითბოს რაოდენობა აბსოლუტური მნიშვნელობით უდრის მიღებული სითბოს რაოდენობას, ან მათი ჯამი უდრის ნულს. ამას ეწოდება სითბოს ბალანსის დონე.

შინაგანი მდგომარეობის მთავარი მახასიათებელი ფიზიკური სისტემაარის მისი შინაგანი ენერგია.

შინაგანი ენერგია (უ) მოიცავს სისტემის ყველა მიკრონაწილაკების (მოლეკულები, ატომები, იონები და ა.შ.) ქაოტური (თერმული) მოძრაობის ენერგიას და ამ ნაწილაკების ურთიერთქმედების ენერგიას, ე.ი. კინეტიკური, პოტენციური და ა.შ., გარდა ყველა ნაწილაკების მთლიანი დასვენების ენერგიისა.

შინაგანი ენერგიის თვისებები

1. თერმოდინამიკური წონასწორობის მდგომარეობაში მაკროსკოპული სხეულების შემადგენელი ნაწილაკები მოძრაობენ ისე, რომ მათი მთლიანი ენერგია ყოველთვის არის მაღალი სიზუსტითუდრის სხეულის შინაგან ენერგიას.

2. შინაგანი ენერგია არის ფიზიკური სისტემის მდგომარეობის ფუნქცია.

3. ფიზიკური სისტემის შიდა ენერგია არ არის დამოკიდებული მისი გადასვლის გზაზე ერთი მდგომარეობიდან მეორეზე, მაგრამ განისაზღვრება მხოლოდ შიდა ენერგიის მნიშვნელობებით საწყის და საბოლოო მდგომარეობებში: D U = U 2 -U 1.

4. შინაგან ენერგიას ახასიათებს დანამატის თვისება, ე.ი. ის უდრის სისტემაში შემავალი სხეულების მთლიან შინაგან ენერგიას.

შენიშვნა: გაზის ნაწილაკებს, გარდა მთარგმნელობითი ხარისხის თავისუფლებისა, აქვთ შიდა. მაგალითად, თუ გაზის ნაწილაკები მოლეკულებია, მაშინ, გარდა ელექტრონული მოძრაობისა, შესაძლებელია მოლეკულების ბრუნვა, აგრეთვე მოლეკულების შემადგენელი ატომების ვიბრაციები.

გაზის ნაწილაკების მთარგმნელობითი მოძრაობა ემორჩილება კლასიკურ კანონებს და მათი შინაგანი მოძრაობები ბუნებით კვანტურია. მხოლოდ გარკვეულ პირობებში შეიძლება ჩაითვალოს თავისუფლების შიდა ხარისხი კლასიკურად.

იდეალური გაზის შიდა ენერგიის გამოსათვლელად გამოიყენება ენერგიის თანაბარი განაწილების კანონი თავისუფლების კლასიკურ ხარისხებზე. იდეალური გაზის შემთხვევაში მხედველობაში მიიღება მხოლოდ ნაწილაკების გადამყვანი მოძრაობის კინეტიკური ენერგია. თუ გაზის ნაწილაკები ინდივიდუალური ატომებია, მაშინ თითოეულს აქვს თავისუფლების სამი მთარგმნელობითი ხარისხი.

ამრიგად, თითოეულ ატომს აქვს საშუალო კინეტიკური ენერგია:

< ე კ > =3 კტ/2.

თუ გაზი შედგება N ატომებისგან, მაშინ მისი შიდა ენერგია

თუ მოლეკულების თავისუფლების ვიბრაციული ხარისხიც აღგზნებულია, მაშინ მათი წვლილი შინაგან ენერგიაში

.

(1.27)

ფორმულა (1.27) ითვალისწინებს, რომ მოლეკულების ყოველი ვიბრაციული მოძრაობა ხასიათდება საშუალო კინეტიკური და საშუალო პოტენციური ენერგიებით, რომლებიც ერთმანეთის ტოლია. მაშასადამე, ენერგიის თანაბარი განაწილების კანონის მიხედვით თავისუფლების ხარისხებზე, საშუალოდ არის ენერგია kT თავისუფლების ვიბრაციულ ხარისხზე.

ამრიგად, თუ მოლეკულა არის დიატომური, მაშინ თავისუფლების ხარისხების საერთო რაოდენობამე=6.მე სამი მათგანი პროგრესულია ( სწრაფიმე =3), ორი მბრუნავი ( vrმე =2) და ერთი რხევადი ( ითვლიან .

=1).

ტემპერატურაზე, როდესაც თავისუფლების ვიბრაციული ხარისხი ჯერ კიდევ "გაყინულია", იდეალური გაზის დიატომური მოლეკულების შიდა ენერგია

სად< U=N > = .

e k > = (3/2)NkT ე კგაზის მოლიების რაოდენობა ნ = = N/Nა

მ / M, მაშინ = / M, მაშინ 2 - / M, მაშინპრაქტიკული პრობლემების გადასაჭრელად მნიშვნელოვან როლს ასრულებს არა თავად შინაგანი ენერგია, არამედ მისი ცვლილება Δ

უ

1. შიდა ენერგიის ცვლილება გამოითვლება ენერგიის შენარჩუნების კანონების საფუძველზე. სხეულის შინაგანი ენერგია შეიძლება შეიცვალოს ორი გზით:.

1. დასრულების შემდეგ

ბ) სხეულის შინაგანი ენერგიაც იცვლება სხვა სხეულთან მისი არაელასტიური შეჯახებისას. როგორც ადრე ვნახეთ, სხეულების არაელასტიური შეჯახების დროს მათი კინეტიკური ენერგია მცირდება, ის გადაიქცევა შინაგან ენერგიად (მაგალითად, თუ კოჭზე დაყრილ მავთულს ჩაქუჩით რამდენჯერმე დაარტყამთ, მავთული გაცხელდება). სხეულის კინეტიკური ენერგიის ცვლილების საზომი კინეტიკური ენერგიის თეორემის მიხედვით არის მოქმედი ძალების მუშაობა. ეს ნამუშევარი ასევე შეიძლება გახდეს შინაგანი ენერგიის ცვლილებების საზომი.

გ) სხეულის შინაგანი ენერგიის ცვლილება ხდება ხახუნის გავლენით, ვინაიდან, როგორც გამოცდილებიდან არის ცნობილი, ხახუნს ყოველთვის თან ახლავს ხახუნის სხეულების ტემპერატურის ცვლილება. ხახუნის ძალის მიერ შესრულებული სამუშაო შეიძლება გახდეს შიდა ენერგიის ცვლილების საზომი.

2. გამოყენება სითბოს გაცვლა. მაგალითად, თუ სხეული მოთავსებულია საწვავის ცეცხლში, მისი ტემპერატურა შეიცვლება, შესაბამისად, შეიცვლება მისი შინაგანი ენერგიაც. თუმცა აქ არანაირი სამუშაო არ გაკეთებულა, რადგან არც სხეულისა და არც მისი ნაწილების თვალსაჩინო მოძრაობა არ იყო.

სისტემის შიდა ენერგიის ცვლილება სამუშაოს შესრულების გარეშე ეწოდება სითბოს გაცვლა(სითბოს გადაცემა).

სითბოს გადაცემის სამი ტიპი არსებობს: გამტარობა, კონვექცია და გამოსხივება.

ა) თბოგამტარობაარის სხეულებს (ან სხეულის ნაწილებს) შორის სითბოს გაცვლის პროცესი მათი უშუალო კონტაქტის დროს, გამოწვეული სხეულის ნაწილაკების თერმული ქაოტური მოძრაობით. რაც უფრო მაღალია ტემპერატურა, მით მეტია მყარი სხეულის მოლეკულების ვიბრაციის ამპლიტუდა. აირების თბოგამტარობა განპირობებულია გაზის მოლეკულებს შორის ენერგიის გაცვლით მათი შეჯახების დროს. სითხეების შემთხვევაში ორივე მექანიზმი მუშაობს. ნივთიერების თერმული კონდუქტომეტრი მყარ მდგომარეობაში მაქსიმალურია და მინიმალური აირის მდგომარეობაში.

ბ) კონვექციაწარმოადგენს სითბოს გადაცემას სითხის ან აირის გაცხელებული ნაკადებით მოცულობის ზოგიერთი უბნიდან სხვებზე.

გ) თბოგაცვლა ზე რადიაციაგანხორციელდა მანძილზე ელექტრომაგნიტური ტალღების საშუალებით.

მოდით უფრო დეტალურად განვიხილოთ შინაგანი ენერგიის შეცვლის გზები.

სითბოს რაოდენობა

როგორც ცნობილია, სხვადასხვა მექანიკური პროცესის დროს ხდება მექანიკური ენერგიის ცვლილება ვ. მექანიკური ენერგიის ცვლილების საზომია სისტემაზე გამოყენებული ძალების მუშაობა:

სითბოს გაცვლის დროს ხდება სხეულის შინაგანი ენერგიის ცვლილება. სითბოს გადაცემის დროს შიდა ენერგიის ცვლილების საზომია სითბოს რაოდენობა.

სითბოს რაოდენობაარის სითბოს გადაცემის დროს შიდა ენერგიის ცვლილების საზომი.

ამრიგად, მუშაობაც და სითბოს რაოდენობაც ახასიათებს ენერგიის ცვლილებას, მაგრამ არ არის იდენტური შინაგანი ენერგიისა. ისინი არ ახასიათებენ თავად სისტემის მდგომარეობას (როგორც შინაგანი ენერგია), მაგრამ განსაზღვრავენ ენერგიის გადასვლის პროცესს ერთი ტიპიდან მეორეზე (ერთი სხეულიდან მეორეზე), როდესაც მდგომარეობა იცვლება და მნიშვნელოვნად არის დამოკიდებული პროცესის ბუნებაზე.

სამუშაოსა და სითბოს შორის მთავარი განსხვავება ისაა

§ ნამუშევარი ახასიათებს სისტემის შინაგანი ენერგიის შეცვლის პროცესს, რომელსაც თან ახლავს ენერგიის გარდაქმნა ერთი ტიპიდან მეორეზე (მექანიკურიდან შიდაში);

§ სითბოს რაოდენობა ახასიათებს შინაგანი ენერგიის გადაცემის პროცესს ერთი სხეულიდან მეორეზე (უფრო გახურებულიდან ნაკლებად გაცხელებამდე), რომელსაც არ ახლავს ენერგიის გარდაქმნები.

§ სითბოს ტევადობა, სითბოს რაოდენობა, რომელიც მოხმარებულია ტემპერატურის 1°C-ით შესაცვლელად. უფრო მკაცრი განმარტებით, სითბოს სიმძლავრე- თერმოდინამიკური რაოდენობა, რომელიც განისაზღვრება გამოსახულებით:

§ სადაც Δ ქ- სითბოს რაოდენობა, რომელიც გადაეცემა სისტემას და იწვევს მის ტემპერატურას დელტას მიერ; სასრული სხვაობის შეფარდება Δ ქ/ΔТ ეწოდება საშუალო სითბოს სიმძლავრე, უსასრულო სიდიდეების შეფარდება დ Q/dT- მართალია სითბოს სიმძლავრე. მას შემდეგ, რაც დ ქარ არის სახელმწიფო ფუნქციის სრული დიფერენციალი, მაშინ სითბოს სიმძლავრედამოკიდებულია სისტემის ორ მდგომარეობას შორის გადასვლის გზაზე. გამოარჩევენ სითბოს სიმძლავრესისტემა მთლიანობაში (ჯ/კ), სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრე[J/(გ K)], მოლარული სითბოს სიმძლავრე[ჯ/(მოლ K)]. ქვემოთ მოყვანილი ყველა ფორმულა იყენებს მოლარულ რაოდენობას სითბოს სიმძლავრე.

კითხვა 32:

შინაგანი ენერგია შეიძლება შეიცვალოს ორი გზით.

სითბოს რაოდენობა (Q) არის სხეულის შინაგანი ენერგიის ცვლილება, რომელიც ხდება სითბოს გადაცემის შედეგად.

სითბოს რაოდენობა იზომება SI ერთეულებში ჯოულებში.
[Q] = 1ჯ.

ნივთიერების სპეციფიკური თბოტევადობა გვიჩვენებს, თუ რამდენი სითბოა საჭირო მოცემული ნივთიერების ერთეული მასის ტემპერატურის 1°C-ით შესაცვლელად.
სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრის SI ერთეული:
[c] = 1 ჯ/კგ °C.

კითხვა 33:

33 თერმოდინამიკის პირველი კანონი არის სითბოს რაოდენობა, რომელსაც სისტემა იღებს მისი შინაგანი ენერგიის შესაცვლელად და გარე სხეულებზე მუშაობის შესასრულებლად. dQ=dU+dA, სადაც dQ არის სითბოს ელემენტარული რაოდენობა, dA არის ელემენტარული სამუშაო, dU არის შიდა ენერგიის ნამატი. თერმოდინამიკის პირველი კანონის გამოყენება იზოპროცესებზე
თერმოდინამიკური სისტემებით მიმდინარე წონასწორობის პროცესებს შორის გამოირჩევა შემდეგი: იზოპროცესები, რომელშიც ერთ-ერთი ძირითადი მდგომარეობის პარამეტრი მუდმივი რჩება.
იზოქორული პროცესი (ვ=კონსტ). ამ პროცესის დიაგრამა (იზოკორი)კოორდინატებში გვ, ვგამოსახულია ორდინატთა ღერძის პარალელურად სწორი ხაზის სახით (სურ. 81), სადაც პროცესია 1-2 არის იზოქორული გათბობა და 1 -3 - იზოქორული გაგრილება. იზოქორული პროცესის დროს გაზი არ მოქმედებს გარე სხეულებზე. იზოთერმული პროცესი (თ=კონსტ). როგორც უკვე მითითებულია §41-ში, იზოთერმული პროცესი აღწერილია ბოილ-მარიოტის კანონით.
იმისთვის, რომ გაზის გაფართოებისას ტემპერატურა არ შემცირდეს, იზოთერმული პროცესის დროს გაზს უნდა მიეწოდოს გაფართოების გარე სამუშაოს ექვივალენტური სითბო.

კითხვა 34:

34 ადიაბატურიეს არის პროცესი, რომელშიც არ არის სითბოს გაცვლა ( dQ= 0) სისტემასა და გარემო. ყველა სწრაფი პროცესი შეიძლება კლასიფიცირდეს ადიაბატურ პროცესებად. მაგალითად, გარემოში ბგერის გავრცელების პროცესი შეიძლება ჩაითვალოს ადიაბატურ პროცესად, ვინაიდან ბგერითი ტალღის გავრცელების სიჩქარე იმდენად მაღალია, რომ ენერგიის გაცვლას ტალღასა და გარემოს შორის დრო არ აქვს. ადიაბატური პროცესები გამოიყენება შიგაწვის ძრავებში (წვადი ნარევის გაფართოება და შეკუმშვა ცილინდრებში), სამაცივრო ბლოკებში და ა.შ.
თერმოდინამიკის პირველი კანონიდან ( dQ=დ U+dA) ადიაბატური პროცესისთვის გამომდინარეობს რომ
p /С V =γ , ვპოულობთ

განტოლების ინტეგრირებით p 1-დან p 2-მდე და, შესაბამისად, V 1-დან V 2-მდე და გაძლიერებით, მივდივართ გამოსახულებამდე

ვინაიდან 1 და 2 მდგომარეობები არჩეულია თვითნებურად, შეგვიძლია დავწეროთ

გვერდი 1

ნივთიერების შინაგანი ენერგია არის მოლეკულების ენერგია, რომლებიც ქმნიან ნივთიერებას. ჩვეულებრივ თერმოდინამიკურ პროცესებში ცვლილებებს განიცდის შინაგანი ენერგიის მხოლოდ კინეტიკური და პოტენციური ნაწილები. პირველი დამოკიდებულია მოლეკულების მოძრაობის სიჩქარეზე (მთარგმნელობითი, ბრუნვითი, ვიბრაციული), მეორე განისაზღვრება მოლეკულებს შორის ურთიერთქმედების ძალების არსებობით (მიზიდულობა ან მოგერიება) და მათ შორის მანძილი.  

ნივთიერების შინაგანი ენერგია არის მისი მთლიანი ენერგია, რომელიც შედგება კინეტიკური და პოტენციური ენერგიებისგან, ატომებისა და მოლეკულებისგან, რომლებიც ქმნიან ნივთიერებას, აგრეთვე ელემენტარული ნაწილაკებისგან, რომლებიც ქმნიან ატომებსა და მოლეკულებს.  

ნივთიერების შინაგანი ენერგია დამოკიდებულია მხოლოდ მასზე ფიზიკური მდგომარეობადა არ არის დამოკიდებული იმაზე, თუ როგორ ამ ნივთიერებასამ მდგომარეობამდე მიიყვანეს. ეს პირდაპირ გამომდინარეობს ენერგიის შენარჩუნების კანონიდან. ფაქტობრივად, 1 და 2 ნომრებით აღვნიშნოთ სისტემის ორი თვითნებური მდგომარეობა. მოდით V იყოს ამ გადასვლაზე დახარჯული ენერგია. მოდით, ახლა ვაიძულოთ სისტემას, რომ პირველი გადასასვლელი გააკეთოს წინ, ხოლო მეორე საპირისპირო მიმართულებით. პირველი გადასვლისას ენერგია [/ დაიხარჯება, მეორეში U დათმობს, შესაბამისად, სისტემის გარშემო მყოფი გარე სხეულები იღებენ ენერგიას U - V და თავად სისტემაში ცვლილებები არ ხდება. U დადებითია თუ უარყოფითი, არ აქვს მნიშვნელობა; ნებისმიერ შემთხვევაში, ჩვენმა მსჯელობამ მიგვიყვანა ენერგიის შენარჩუნების კანონთან წინააღმდეგობაში.  

ნივთიერების შინაგანი ენერგია მოცემულ პირობებში დამოკიდებულია არა მხოლოდ მის ქიმიურ ბუნებაზე, არამედ აგრეგაციის მდგომარეობაზე და კრისტალებისთვის მათ მოდიფიკაციაზე.  

ნივთიერების შინაგანი ენერგია არის მისი მთლიანი ენერგია, რომელიც შეჯამებულია ატომებისა და მოლეკულების კინეტიკური და პოტენციური ენერგიებიდან, რომლებიც ქმნიან ნივთიერებას, აგრეთვე ელემენტარული ნაწილაკებისგან, რომლებიც ქმნიან ატომებსა და მოლეკულებს. მასში შედის: 1) ყველა ნაწილაკების მთარგმნელობითი, ბრუნვითი და ვიბრაციული მოძრაობის ენერგია; 2) მათ შორის ურთიერთქმედების (მიზიდულობის და მოგერიების) პოტენციური ენერგია; 3) ინტრამოლეკულური ქიმიური ენერგია; 4) ატომური ენერგია; 5) ბირთვული ენერგია; 6) გრავიტაციული ენერგია; 7) გასხივოსნებული ენერგიასხეულის მიერ დაკავებული სივრცის შევსება და სხეულის შიგნით თერმული ბალანსის უზრუნველყოფა მის ცალკეულ მონაკვეთებს შორის. შიდა ენერგია არ მოიცავს პოტენციურ ენერგიას სისტემის პოზიციის გამო სივრცეში და მთლიანად სისტემის მოძრაობის კინეტიკურ ენერგიას.  

ნივთიერების შინაგანი ენერგია გარდაიქმნება გამოსხივების ენერგიად.  

ნივთიერების შინაგანი ენერგია არის ყველა მოლეკულის კინეტიკური ენერგიის ჯამი და მოლეკულებს შორის ურთიერთქმედების პოტენციური ენერგიები. როგორ უფრო დიდი ღირებულებაშინაგანი ენერგია, რაც უფრო მეტ სითბოს შეიცავს სხეული და მით უფრო მაღალია მისი ტემპერატურა.  

ნივთიერების შიდა ენერგიის ზრდა აორთქლების დროს ტემპერატურის ცვლილების გარეშე ძირითადად ხდება იმის გამო, რომ როდესაც ის ორთქლში გადადის, მოლეკულებს შორის საშუალო მანძილი იზრდება. ამავდროულად, მათი პოტენციური ენერგია იზრდება, რადგან მოლეკულების შორ მანძილზე გადაადგილების მიზნით, სამუშაო უნდა დაიხარჯოს მოლეკულების ერთმანეთთან მიზიდულობის ძალების დასაძლევად.  

ნივთიერების შინაგანი ენერგია გაგებულია, როგორც მოლეკულების მოძრაობის კინეტიკური ენერგიის ჯამი, მათი ურთიერთქმედების პოტენციური ენერგია, ასევე მოლეკულების შიგნით ატომების ვიბრაციის ენერგია. სხეულის მდგომარეობის განსაზღვრისას შინაგანი ენერგიის მნიშვნელობა მკაცრად არის განსაზღვრული, ამიტომ იგი ასევე კლასიფიცირებულია სხეულის მდგომარეობის პარამეტრებად.  

ამ შემთხვევაში ნივთიერების შინაგანი ენერგია გარდაიქმნება რადიაციულ ენერგიად (ფოტონების ან ელექტრომაგნიტური ტალღების ენერგია), რომელიც მისი შთანთქმის შემძლე სხეულებს ურტყამს, ისევ შინაგან ენერგიად იქცევა. მაგალითად, ფრენისას კოსმოსური ხომალდიპლანეტათაშორის სივრცეში მისი ზედაპირი შთანთქავს მზის რადიაციას.  

ვინაიდან ნივთიერებების შინაგანი ენერგია არის მოცულობის, წნევის და ტემპერატურის ფუნქცია, მაშინ, ცხადია, რეაქციების თერმული ეფექტი დამოკიდებულია იმ პირობებზე, რომლებშიც ხდება ეს რეაქციები. პრაქტიკულად უმაღლესი ღირებულებააქვს ტემპერატურის გავლენა პროცესების თერმულ ეფექტებზე.  

აჩვენეთ, რომ ნივთიერების შინაგანი ენერგია მდგომარეობის განტოლებით pTf (V) სახით არ არის დამოკიდებული მოცულობაზე.  

აჩვენეთ, რომ ნივთიერების შიდა ენერგია მდგომარეობის განტოლებით p / (F) T ფორმით არ არის დამოკიდებული მოცულობაზე.  

გაცხელებისას ნივთიერების შინაგანი ენერგიის ცვლილების გამო, თითქმის ყველა ფიზიკური თვისებებიეს უკანასკნელი მეტ-ნაკლებად დამოკიდებულია ტემპერატურაზე, მაგრამ მისი გაზომვისთვის, თუ შესაძლებელია, შეირჩევა ისეთები, რომლებიც მკაფიოდ იცვლებიან ტემპერატურასთან ერთად, არ განიცდიან სხვა ფაქტორებს და შედარებით მარტივია გაზომვა. ამ მოთხოვნებს ყველაზე სრულად აკმაყოფილებს სამუშაო ნივთიერებების ისეთი თვისებები, როგორიცაა მოცულობითი გაფართოება, წნევის ცვლილება დახურულ მოცულობაში, ელექტრული წინააღმდეგობის ცვლილება, თერმოელექტრომოძრავი ძალისა და გამოსხივების ინტენსივობის წარმოქმნა, რაც საფუძველს წარმოადგენს ტემპერატურის საზომი მოწყობილობების დიზაინისთვის. .