релом енергії, не зазнаючи ніяких змін, що суперечить першому закону термодинаміки (закону збереження енергії).
Отже, зміна внутрішньої енергії системи при переході з одного стану в інший не залежить від цього переходу, тобто внутрішня енергія є функцією стану системи, а не функцією процесу.
Термодинамічна трактування поняття внутрішньої енергії не повністю розкриває його зміст. Для більш повного визначення цього поняття необхідно розглянути його молекулярно-кінетичну трактування.
У сучасній фізиці під внутрішньою енергією розуміють суму енергій хаотичного руху і взаємодії молекул і енергії руху і взаємозв'язку частинок, складових молекули (енергія коливального руху частинок, енергія електронних оболонок атомів, внутрішньоядерна енергія і т.д.). Оскільки в термодинаміки вивчають теплові процес, що відбуваються при не дуже високих температурах, зміна внутрішньої енергії відбувається лише за рахунок зміни двох перших її складових. Тому при розгляді теплових явищ під внутрішньою енергією можна розуміти суму кінетичної енергії хаотичного руху молекул і потенційної енергії їхньої взаємодії:
.
Як правило, нас цікавить не саме значення внутрішньої енергії, а її зміна, тому початок відліку внутрішньої енергії вибирають довільно.
Внутрішня енергія може змінюватися під дією яких зовнішніх факторів, або при здійсненні роботи, або в процесі теплопередачі. У першому випадку мірою зміни внутрішньої енергії є робота, в другому кількість переданого теплоти. Робота, так само як і кількість теплоти, залежить не тільки від кінцевого і початкового стану системи, а й від того, при якому процесі відбувалася зміна стану. Кількість теплоти і робота характеризують процес зміни стану і не є функціями стану.
Слід роз'яснити школярам, ??що робота і теплопередача - нерівноцінні способи зміни внутрішньої енергії. Робота - зміна енергії впорядкованого руху, здійснення роботи може призвести до зміни як механічною, так і внутрішньої енергії. При теплопередачі змінюється енергія хаотичного руху частинок системи, а це веде лише до зміни її внутрішньої енергії. Вперше з поняттям внутрішньої енергії учнів знайомлять в базовому курсі. У старших класах поняття внутрішньої енергії отримує подальший розвиток і узагальнення на основі молекулярно-кінетичних уявлень. Зокрема, внутрішню енергії. Розглядають як величину, що залежить від стану тіла (або системи), що визначається термодинамічними параметрами (p, V, T). Підкреслюють думка: внутрішня енергія є однозначною функцією стану.
Розвиток і посилення поняття внутрішньої енергії йде шляхом його застосування до ідеального газу. Якщо в рамках термодинаміки нас цікавить зміна внутрішньої енергії, то для ідеального газу можна обчислити значення внутрішньої енергії в даному стані:
; ; (для одноатомного газу).
Внутрішня енергія ідеального газу зав?? Сит тільки від його температури.
Використовуючи перший закон термодинаміки, показують, як змінюється внутрішня енергія ідеального газу при різних ізопроцесси, і пояснюють характер цієї зміни з молекулярно-кінетичної точки зору
Поняття кількості теплоти і калориметричні розрахунки досить повно вивчають у базовому курсі фізики, тому в старших класах, цей матеріал лише повторюють.
.5.3 Перший закон термодинаміки
Вивчення першого закону ...
