Как изменяется внутренняя энергия системы, когда термодинамическая система выполняет работу против внешних сил?
Как изменяется внутренняя энергия системы, когда термодинамическая система выполняет работу против внешних сил? (см. рисунок 20).
Лунный_Хомяк 66
Для понимания того, как изменяется внутренняя энергия системы, когда термодинамическая система выполняет работу против внешних сил, давайте рассмотрим следующую ситуацию:Представьте себе термодинамическую систему, состоящую из газа, заключенного в цилиндре с подвижным поршнем, как показано на рисунке. Когда газ расширяется и поднимает поршень, он выполняет работу против внешних сил.
Работа, выполненная газом, может быть вычислена следующим образом:
\[ W = F \cdot d \]
где \( W \) - работа, \( F \) - сила, против которой выполняется работа, а \( d \) - перемещение поршня.
Когда газ выполняет работу, он передает некоторое количество энергии внешней среде в форме работы. В результате этого процесса, внутренняя энергия газа уменьшается, поскольку часть его энергии была использована для совершения работу против внешних сил.
Таким образом, изменение внутренней энергии системы можно определить как разницу между начальной и конечной внутренней энергией системы:
\[ \Delta U = U_{\text{конечное}} - U_{\text{начальное}} \]
При выполнении работы против внешних сил, внутренняя энергия системы уменьшается:
\[ \Delta U = U_{\text{конечное}} - U_{\text{начальное}} < 0 \]
То есть, изменение внутренней энергии системы будет отрицательным числом.
Важно отметить, что конкретное численное значение изменения внутренней энергии зависит от условий задачи и свойств самой системы. Оно может быть определено с использованием других физических законов и соотношений, специфических для данной системы.
Надеюсь, данное пояснение помогло вам понять, как изменяется внутренняя энергия системы, когда термодинамическая система выполняет работу против внешних сил.