Внутренняя энергия идеального газа. Внутреннюю энергию газа определяют как сумму кинетической энергии теплового движения молекул и потенциальной энергии межмолекулярного взаимодействия.

Внутреннюю энергию газа определяют как сумму кинетической энергии теплового движения молекул и потенциальной энергии межмолекулярного взаимодействия.

Получим выражение для внутренней энергии идеального газа. В идеальном газе пренебрегают силами межмолекулярного взаимодействия. Поэтому внутренняя энергия идеального газа равна кинетической энергии его молекул.

Расчет дает, что средняя кинетическая энергия молекул

 

(16. 1)

где - температура газа, - постоянная Больцмана

 

, где - число Авогадро - число молекул в одном моле газа), - число степеней свободы - число независымых координат, с помощью, которых может быть задано положение молекул в пространстве. Для определения положения в пространстве одноатомной молекулы достаточно трех координат . Следовательно, для одноатомной молекулы . Для определения положения в пространстве двухатомной молекулы достаточно трех координат центра молекулы и двух значений углов и фиксирующих направление оси молекулы. Следовательно, для двухатомной молекулы . для определения положения трехатомной и более молекулы в пространстве достаточно трех координат центра молекулы и трех значений углов и , фиксирующих направление оси молекулы. Следовательно, для трехатомной и многоатомной молекулы .

(16. 2)

Учитывая, что

 

 

можем написать

 

(16. 3)

Отметим, что внутренняя энергия является функцией состояния. Это означает, например, что при переходе газа из состояния 1 (с температурой ) в состояние 2 (с температурой ) приращение внутренней энергии , т. е. не зависит от способа перехода газа из состояния 1 в состояния 2, а определяется только разностью значений внутренней энергии газа в состояния 1 и 2.

 

 

Пример 16. 1 Водород, находящийся при нормальных условиях в закрытом сосуде объемом , охладили на . Найти приращение внутренней энергии газа.

 

Дано:	Решение > . .

 

 

 

Ответ:

Пример 16. 2. Водород занимает объем при давлении Его нагрели при постоянном объеме до давления .Определить приращение внутренней энергии газа.

 

Дано:	Решение

 

 

 

Ответ: