С позиции молекулярно-кинетической теории внутренняя энергия —
это сумма потенциальной энергии взаимодействия частиц» составляющих тело,
и кинетической энергии их беспорядочного теплового движения.
Кинетическая энергия движения частиц зависит от температуры, а потенциальная энергия взаимодействия — от расстояния между частицами, т. е. от объема тела.
Если потенциальная энергия взаимодействия молекул равна нулю, газ называется идеальным, а его внутренняя энергия равна сумме кинетической энергии движения молекул и пропорциональна его абсолютной температуре. Изменение внутренней энергии определяется формулой
∆U = m cv ∆T ,
где ∆ T — изменение температуры. К; т — масса газа, кг; cv — удельная массовая теплоемкость газа в изохорном процессе (v=const), Дж/(кг • К).
Удельную внутреннюю энергию относят к 1 кг массы газа;
и = U Дж/кг,
m
которая является функцией состояния неподвижного вещества.
Сумма внутренней энергии и энергии введения газа в объем V под давлением р есть полная энергия, называемая энтальпией:
H = U +pV Дж или h = u + р • v Дж/кг.
В термодинамических процессах интерес представляет не само по себе значение внутренней энергии или энтальпии, а их изменение при переходе тела из состояния 1 в состояние 2, поскольку изменение параметров состояния в термодинамической системе не зависит от вида процесса:
∆ и = u 2 – и 1 = cv (Т 2 – T1);
1→2
∆ h = h2 – h1 = cp (Т 2 – T1),
1→2
где cp = cv + R — удельная массовая теплоемкость в изобарном процессе (р = const), R — универсальная газовая постоянная, Дж/(кг • К).
Первый закон термодинамики:
При любых процессах приращение внутренней энергии тела ∆ U
равно разности количества теплоты Q , переданного телу из окружающей среды, и работы А,
совершенной над телом внешними силами,
и описывается формулой
∆U = Q - А.
Для практических расчетов, связанных с определение результата энергообмена в том или ином процессе, используется формула
∆E = m • ∆ h,
1→2 1→2
где m — масса вещества, ∆h— разность удель ных энтальпий вещества в конце и начале процесса
(h2 – h1) 1→2
Информация о термодинамических параметрах сжиженных газов, перевозимых на судах, дается в графической форме или в табличной форме (см. Приложение 1). Основными параметрами для входа в график являются инструментально измеряемые параметры, такие как температура и давление газа.
Теплота. Количество теплоты в физике обозначается символом Q и связано с изменением внутренней энергии частиц, из которых состоит тело.