Obraz (5)

6.1.4.    Energia wewnętrzna

Całkowita energia £ dowolnego układu termodynamicznego jest sumą energii kinetycznej £, układu jako całości, energii potencjalnej układu £,, uwarunkowanej istnieniem zewnętrznego pola sił, oraz energii wewnętrznej U układu

£-£* + £, + 1/ J    (6.10)

Czynnik zawarty w układzie termodynamicznym jest zbiorem cząsteczek i atomów mających własną energię. Energia wewnętrzna układu jest sumą wszystkich rodzajów cnergn. jaką mają cząsteczki czynnika termodynamicznego. Składają się więc na mą takie rodzaje energii, jak: kinetyczna, chemiczna, jądrowa, sprężystości itd.

Energia wewnętrzna U nie zależy od ruchu układu jako całości ani od istnienia zewnętrznych pół siłowych. Zmiana wartości energii wewnętrznej układu następuje na skutek zmiany parametrów jego stanu. Un. objętości, ciśnienia i temperatury. Ponieważ energia wewnętrzna zależy tylko od stanu układu, więc również jest parametrem stanu.

Energię wewnętrzną dowolnej ilości czynnika (np. m kg) oznacza się symbolem U i mierzy w d/ulach (J). Energię wewnętrzną jednostki masy czynnika ( I kg) nazywa się energią wewnętrzną właściwą i wyznacza wg wzoru

«»- J/kg    (6.11)

m

Doświadczenia dokonane przez Joule’a i Thomsona wykazały, że energia wewnętrzna gazu zależy tylko od jego temperatury. Zależność ta została nazwana prawem Joułc'a-Thomsona.

6.1.5.    Entalpia

Sumę energii wewnętrznej V układu oraz pracy przetłaczania, stanowiącej iloczyn ciśnienia i objętości lp- K). nazywa się entalpią i oznacza symbolem 1 fmU + p-y i    (6.12)

Można to wyrazić inac/ej, a mianowicie energia wewnętrzna czynnika dopływającego U oraz praca związana t jego doprowadzeniem (p- V) powodują przyrost energii układu.

Entalpia odniesiona do 1 kg czynnika jest nazywana entalpią właściwą i oznuczana symbolem i

f=»u + pt> p-    (6.13)

kg

Entalpia jest funkcją termodynamiczną zależną od temperatury. Podobnie jak energia wewnętrzna jest ona funkcją stanu czynnika, un. jej wartość zależy jedynie od stanu czynnika.

Jednostkami entalpii i entalpii właściwej w układzie SI są J i J/kg łub kJ i kJ/kg.

108