Внутренняя энергия газа с учётом числа степеней свободы.

Виды термодинамических систем. Термодинамические параметры.

Термодинамика – это раздел физики, в котором изучаются закономерности превращений энергии, обусловленных тепловым движением молекул.

Для изучения термодинамики необходимо усвоить ряд определений.

Термодинамической системой называется совокупность тел, которые могут обмениваться энергией и веществом, как между собой, так и с внешней средой.

Под внешней средой подразумеваются тела, находящиеся вне границ данной системы.

Система, не обменивающаяся с внешней средой ни веществом, ни энергией называется изолированной.

Система, обменивающаяся только энергией, называется закрытой или замкнутой.

Система, осуществляющая обмен с окружающей средой, как веществом, так и энергией называется открытой.

Состояние термодинамической системы определяется величинами, называемыми параметрами состояния к которым относятся давление р, удельный объём V_уд. и термодинамическая температура T.

Давление – это величина, равная отношению модуля силы, действующей перпендикулярно поверхности к её площади: . (1)

Удельный объём представляет собой пространство, занимаемое единицей массы вещества

. (2)

В термодинамике температура является величиной, характеризующей направление теплообмена между телами. Для выражения температуры используется абсолютная шкала температур, предложенная Кельвином, в которой

. (3)

Состояние системы с неизменными термодинамическими параметрами называют равновесным, если оно не обусловлено воздействием внешних по отношению к системе тел.

Отличительной особенностью равновесного состояния является то, что оно может сохраняться сколь угодно долго в отсутствие внешнего воздействия.

Переход системы из одного стационарного состояния в другое называют термодинамическим процессом.

Энергетической характеристикой термодинамических процессов является внутренняя энергия.

Внутренней энергией называется сумма кинетической энергии хаотического движения частиц и потенциальной энергии их взаимодействия: