Внутренняя энергия. Понятие энтальпии

Лекция 5
Тема: Внутренняя энергия. Понятие энтальпии
План:
1. Понятие внутренней энергии
2. Значения внутренней энергии объекта
3. Процесс энтальпии
Базовые выражения: потенциальная энергия, кинетическая энергия молекулы, абсолютная нулевая температура, внутренняя энергия, Энтальпия, энергия электронов, потенциальная энергия.


Алгебраические соотношения кинетической и потенциальной энергий частиц, входящих в состав вещества, то есть атомов, ионов, молекул в поступательном, вращательном, колебательном движении
сумма - называется внутренней энергией системы и обозначается буквой U - и измеряется в единицах измерения кДж/кг. Эта энергия равна сумме энергий нескольких видов:
1) кинетическая энергия, образующаяся в результате поступательного и вращательного движения молекул;
2) энергия электронов;
3) внутренняя ядерная энергия;
4) потенциальная энергия;
5) энергия электромагнитного излучения.
Понятие внутренней энергии было введено в науку в 1850 г. английский ученый В.Томсоном. Внутренняя энергия объекта рассчитывается следующим образом. U=U_kin+U_pot+U₀ читайте здесь - U_kin - внутренняя кинетическая энергия молекул;

U _пот - внутренняя потенциальная энергия молекулы; U ₀ - постоянный интеграл. U₀-количество считается нулевой энергией или его внутренней энергией при абсолютной нулевой температуре. Известно, что при T=0 движение атомов, входящих в состав молекул, прекращается, но движение частиц внутри атомов продолжается. Внутренняя энергия может быть приведена в виде функции любых двух показателей. Частицы, составляющие вещество, соответствующее молекулярно – кинетической теории, имеют форму сфер, радиус которых порядка 10ˉ1º м. А количество частиц в 1 г вещества доходит до 10²². Например, количество частиц в 1 г воды имеет значение 3,3 х 10²² . Эти частицы всегда движутся хаотично. Когда частицы движутся в пределах своего радиуса, то есть на границе, которая не выходит за пределы молекулы или атома, их движение считается движением теплового порядка. Следовательно, если сумма энергий частиц вещества отличается от нуля, система становится неуравновешенной. Термодинамическая система может состоять из нескольких частиц. Молекула, например, также является специфической системой, состоящей из атомов. Атом, в свою очередь, также будет состоять из протона, нейтрона, ядра и электронной оболочки.

Энтальпия
Энтальпия (греч.entolpo - нагреваю) - функция состояния термодинамической системы, обозначаемая буквой i. Энтальпия объекта относится к количеству тепла, затрачиваемому на выполнение работы. Сумма внутренней энергии термодинамической системы с ней, давления этой системы Р, кратного объему V, называется энтальпией. Энтальпия является экстенсивным показателем, поскольку ее значение прямо пропорционально массе. Из уравнения видно, что входящие в него величины являются функцией состояния термодинамической системы. Следовательно, процесс энтальпии может быть выражен через параметры состояния в форме функции.

В основном энтальпия-это величина, от которой зависит температура процесса.
i = f ( RV) i = f (VT) i = f ( RT)


Краткие выводы:
1. Алгебраическая сумма кинетической и потенциальной энергий частиц, входящих в состав вещества , при поступательном,вращательном, колебательном движениях называется внутренней энергией системы.
2. Понятие внутренней энергии было введено в науку в 1850 г. английский ученый В.Томсон победил.
3. Энтальпия объекта относится к количеству тепла, затрачиваемому на выполнение работы.
4. В основном энтальпия-это величина, от которой зависит температура процесса.


Контрольные вопросы:
1. Что называется внутренней энергией?
2. Что вы подразумеваете под энтальпией?
3. Что называется абсолютной температурой?
4. Какими единицами измерения обладает внутренняя энергия?