Внутренняя энергия идеального газа.

В идеальном газе взаимодействием молекул пренебрегают, поэтому под внутренней энергией идеального газа подразумевают только кинетическую энергию хаотичного теплового движения молекул. Кинетическая энергия одной молекулы идеального газа

, (22)

- число степеней свободы молекулы. Одноатомная молекула газа имеет три степени свободы (ее положение в пространстве описывается тремя координатами, например, x, y, z). Двухатомная молекула газа имеет 5 степеней свободы (3 координаты определяют положение центра масс молекулы и описывают ее поступательное движение, 2 угла описывают вращательное движение молекулы). Многоатомная молекула, подобно твердому телу, имеет 6 степеней свободы (3 координаты определяют поступательное движение молекулы как целого, и 3 угла - ее вращение). Т.к. колебательное движение молекулы газа характеризуется большой энергией возбуждения, то при обычных температурах этот вид движения не проявляется.

Внутренняя энергия идеального газа, состоящего из молекул, равна

, или

. (23)

Изменение внутренней энергии идеального газа определяется изменением его температуры и не зависит от вида термодинамического процесса.

. (24)

2. Работа , совершаемая при расширении вещества.

При малом изменении объема вещества совершается работа против внешних сил

,

- давление вещества. Работа, совершаемая при изменении объема от до ,

, (25)

и зависит от вида термодинамического процесса.

При изотермическом процессе в идеальном газе, когда Т=const,

.

При изобарном процессе, когда p=const,

.

При изохорном процессе, при V=const, и .