Первый закон термодинамики в условии закрытой системы

Закрытой системой называется термодинамическая система, через границы которой может передаваться работа и тепло, но само вещество не пересекает границ системы.

Теплота, сообщённая закрытой термодинамической системе расходуется на изменение внутренней энергии и совершение работы расширения.

где – работа расширения;

- изменение внутренней энергии.

Работа в закрытой системе может осуществляться за счёт объёма, поэтому она называется работой расширения.

Энергия закрытой системы обусловлена внутренним состоянием тел и отождествляется с понятием внутренней энергии.

Внутренняя энергия термодинамической системы — это сумма внутренних энергий тел, входящих в систему.

Таким образом, внутреннюю энергию тела образуют следующие слагаемые.

Кинетическая энергия непрерывного хаотического движения частиц тела.

2. Потенциальная энергия молекул (атомов), обусловленная силами межмолекулярного взаимодействия.

Поскольку кинетическая составляющая внутренней энергии целиком определяется температурой тела, а потенциальная составляющая зависит еще и от давления (количества молекул).

Изменение внутренней энергии есть полный дифференциал этой функции:

Здесь производная от внутренней энергии по температуре при постоянном объеме, т.е. когда не совершается работа, представляет собой теплоемкость тела в процессе при постоянном объеме С_V. внутренняя энергия идеальных газов является функцией только температуры. Ее изменение в процессе равно изменению кинетической энергии молекул и для любого термодинамического процесса определяется в соответствии с формулой: