IMG 44

Ej -E»

Jcicli rozważny układ znajduje się w sianie ustalonym. z zależności (S 3) w_yn). ka. Ze (dla akumulacji dk - 0) strumień energii dopływąjąeej do układu jc»i ruw„y strumieniowi energii odpływającej, czyli:

5 2 PIERWSZA ZASADA TERMODYNAMIKI,

ENERGIA WEWNĘTRZNA. ENTALPIA I PRACA

5.2.1. ENERGIA WEWNĘTRZNA

Zgodnie z omówionymi w dmgim rozdziale pojęciami ciepła i pracy, energia może być doprowadzana do wydzielonego układu termodynamicznego na sposób ciepła lub na sposób pracy, przy czym należy pamiętać, ze również rozpraszanie energii (dyssypacjo) może być zawsze sprowadzone do któregoś z dwóch wyżej wymienionych sposobów. W wyniku tych oddziaływań energia układu może się zmniejszać bądź zwiększać.

Całkowitą energię układu termodynamicznego można umownie podzielić na trzy składniki:

1) energię kinetyczną układu. E_k (energię ruchu),

<    2) energię potencjalną układu E_p (energię położeniu).

—    3) energię wewnętrzną układu U (wewnętrzny stan energetyczny).

[.    £<.«£*♦£„♦£/    (5 S)

|»    Jeżeli pominie się energię kinetyczną i potencjalną rozpatrywanego układu, to

zna czy jeżeli można przyjąć, że w trakcie zmiany stanu układu nic zmienia on swej energii kinetycznej ani energii potencjalnej (np. nie zmienia się prędkość układu ani jego położenie względem wyróżnionego układu współrzędnych), to jego energia staje się równa energii wewnętrznej,

Energia wewnętrzna U Jest parametrem stanu, zależącym jedynie od stanu czynnika termodynamicznego. Jest oria parametrem ekstensywnym, ponieważ jej wartość zależy od ilości substancji (masy) czynnika.

Energię wewnętrzną czynnika termodynamicznego znajdującego się w układzie można sobie wyobrazić jako sumę następujących składników:

- energii kinetycznej ruchu postępowego i obrotowego cząsteczek, energii kinetycznej drgań cząsteczek (atomów w cząsteczce). energii potencjalnej oddziaływań międzycząsteczkowych,

energii chemicznej (wynikającej z możliwości przebudowy molekuł w reakcjach),

-    energii elektronów',

-    energii jądrowej.

_ •    absolutnymi wartościa-

W lertiWHlynaniice trchmc/nej praktycznie nie operuj    ^ rozważaniem *j«wi*k

mi *»«««•• wewnętrznej. • jedynie jo przyrodami. •?' P wewnętrznej ZWtąza-reakcji chemicznych) pomija się w obliczeniach składniki cn b ^ _łch wartość me ne z eneiuią chcmicz/ią i jądrową, ponieważ w przemianach ^ł,J^_ wynikającą Z od-ulcgJ zmianie Dla gazów doskonałych pomija aię równie/ en rg    _{zo4ci 7Bg-}d-

d/iaływan micdzycząsteczkowych Poniewa* -j«k powiedziano ~    _h    i wc-

meń praktycznych używa >ię przyrostów, a uic wartości ^hc/w7* ' przyjmuje sńę wnętr/nej. jej poziom „0" można ustalić stosunkowo dowolnie <

n_P . ze u - 0 dla / - 0^UC) l od tego poziomu odniesienia licryc *"‘“^wnym, btrdZO Oprócz energii wewnętrznej układu U będącej parametrem c ’    7 osiki masy

często posługujemy się również energią wewnętrzną odniesioną ów J¹-' ⁿ czynnika termodynamicznego:

U_

M

(5.6)

która jest już oczywiście intensywnym parametrem stanu.

Energia wewnętrzna, jest również funkcją stanu, ponieważ jej od innych parametrów’ stanu czynnika termodynamicznego, przy czym P°^w:,zt przyjmuje się. zc zalczy ona tylko od temperatury, ciśnienia i objętości, z tym jc • że tylko dwie z tych wielkości mogą się zmieniać niezależnie od siebie, oznn o sać w postaci funkcji:

u = 14(7', p) lub u = u (T, v), lub u * u (p, v).

albo też w postaci różniczkowej (energia wewnętrzna jako funkcja stanu jest różniczką zupełną):

	(5.7a)
	(5.7b)
du ^= [ ) ^dT * f T" ) ^liv	(5,7c)
l ^dP l \ )p
gtl/ic, w ogólności: ( — j - pochodna cząstkowa energii wewnętrznej po parametrze
sianu x przy stałej wartości parametru stanu y.