Внутренняя энергия- это энергия движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело .Внутренняя энергия зависит от температуры тела, его агрегатного состояния, от химических, атомных и ядерных реакций. Она не зависит ни от механического движения тела, ни от положения это­го тела относительно других тел. Внутреннюю энергию можно изменить путем совершения работы и теплопередачи. Если над телом совершается работа, то внутренняя энергия тела уве­личивается, если же это тело совершает работу, то его внутренняя энергия уменьшается. Виды теплопередачи: теплопроводность, кон­векция и излучение.

Первый закон термодинамики.

Закон сохранения и превращения энергии, распространенный на тепловые явления, носит название первого закона термодинамики.

Изменение внутренней энергии системы при переходе ее из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе:

∆U=А+Q

Если система изолирована, то над ней не совершается работа (A==0) и она не обменивается теплотой с окружающими телами (Q==0). В этом случае согласно первому закону термодинамики ∆U=U2— U1 или U2=U1. Внут­ренняя энергия изолированной сис­темы остается неизменной (сохра­няется) .

Часто вместо работы А внешних тел над системой рассматривают работу A' системы над внешними телами. Учитывая, что A'= -A первый закон термоди­намики в форме можно записать так:Q=∆U+A’

Количество теплоты, переданное системе, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение системной работы над внешними телами.

Изохорный процесс.

При изо хор-ном процессе объем газа не меняется и поэтому работа газа равна нулю. Изменение внутренней энергии согласно уравнению Q=∆U+A’ равно количеству переданной теплоты:

∆U =Q. Если газ нагревается, то Q>0 и ∆U >0, его внутренняя энергия увеличивается. При охлаждении га­за Q<0 и ∆U=U2— U1<0, изме­нение внутренней энергии отрица­тельно и внутренняя энергия газа уменьшается.

Изотермический процесс.

При изотермическом процессе (T==const) внутренняя энергия идеального га­за не меняет­ся. Все переданное газу количество теплоты идет на совершение работы: Q==A'. Если газ получает теплоту (Q>0), то он совершает поло­жительную работу (А'>0). Если, напротив, газ отдает теплоту окру­жающей среде (термостату), то Q<0 и А'<0. Работа же внешних сил над газом в последнем случае положительна.

Изобарный процесс.

При изобар­ном процессе передаваемое газу количество теплоты идет на изменение его внутренней энергии и на совершение им работы при постоянном давле­нии.

Адиабатный процесс.

Процесс в теплоизолированной сис­теме называют адиабатным.

При адиабатном процессе Q=0 и согласно уравнению ∆U=А+Q изме­нение внутренней энергии происхо­дит только за счет совершения работы: ∆U=А

Нельзя окружить систе­му оболочкой, абсолютно не до­пускающей теплопередачу. Но в ряде случаев можно считать реальные процессы очень близкими к адиабатным. Для этого они должны про­текать достаточно быстро, так, чтобы за время процесса не произошло заметного теплообмена между сис­темой и окружающими телами.