ПоәК 042-14-1-05. 01. 20. 35/03-2010 №1 басылым орнына

Дәріс 3

2 Термодинамикалық жүйенің энергиясы

3 Ішкі энергияның өзгеруі

4 энтальпияның анықтамасы.

Сапа жағынан айырмашылығы бар, энергияның са-алуан түрлері бар (тұтас дененің қозғалысына байланысты, кинетикалық энергия; электр зарядтарының қозғалысына байланысты электрлік энергия; молекулалық және молекула ішіндегі қозғалысқа байланысты ішкі энергия және т.б.

Берілген түрдегі энергия деңелердің өзара әсерінің нәтижесінде, энергиясының өзге кез-келген түріне ауыса немесе айнала алады және де оқшауланған жүйеде барлық түрдегі энергиялардың қосындысы тұрақты шама болып табылады. Өзге сөзбен айтқанда, оқшауланған жүйенің энергиясы, жүйедегі кез-келген процестердің барысында өзгермейді; энергия жоғалмайды және жоқтан пайда болмайды (энергияның сақталу және айналу заңдары).

Энергия ұғымы материя қозғалысымен біте байланысты: энергия материя қозғалысының физикалық өлшемі. Энергияның жеке түрлерінің айырмашылығы материалдық денелердің қозғалу пішіндерінің сапалық айырмашылықтарының бар болуымен түсіндіріледі. Дене энергиясының бір-біріне айналуы, материя қозғалысының шексіз мүмкіндігін, бір пішіннен екінші пішінге ауыса алатындығын бейленеді. Сондықтан, энергия сақталу заңы материалдық дүниенің қозғалысының жойылмайтындығының дәлелі болып табылады.

Тұйықталған термодинамикалық жүйенің энергиясы сақталу заңына орай өзгермейді, яғни

E=const немесе E2 - E1=0

(1)

Енді қоршаған орта мен механикалық өзара әсерге түсе алатын адиабатылық оқшауланған жүйені қарастырайық. Бір күйден екінші күйге өткенді бұлжүйе сыртқы денелерге мынадай L жұмыс атқарады, ол энергия сақталу және айналу заңына орай жүйе энергиясының азаюна тең E₂ - E₁, яғни

L= E1 – E2

(2)

Жалпы жағдайда қоршаған денелермен жылулық және механикалық өзара әсерде болатын оқшауланбаған термодинамикалық жүйедегі энергияның өзнеруі, ол өндірген жұмыс пен жүйе қабылдаған жылу мөлшеріне байланысты мына қатынаспен беріледі:

E1 – E2 = Q - L

(3)

Бұл өрнек кез-келген процесс үшін орынды болатын термодинамиканың бірінші бастамасын жалпы өрнеге болып табылады.

,

(4)