Внутренняя энергия термодинамической системы

Внутренняя энергия термодинамической системы. Любая термодинамическая система обладает энергией, которая может быть разделена на внешнюю и внутреннюю. Внешняя энергия складывается из кинетической и потенциальной энергии, в термодинамике рассматривается крайне редко.

Одним из основных термодинамических понятий является внутренняя энергия системы. Внутренняя энергия системы представляет собой энергию всех видов движения всех микрочастиц системы, а также энергию их взаимодействия между собой. Запас внутренней энергии зависит только от состояния системы и поэтому внутренняя энергия рассматривается как одна из главных характеристик этого состояния наряду с такими термодинамическими величинами как давление и температура. Экспериментальные исследования показали, что внутренняя энергия не зависит от давления, удельного объема и характера термодинамического процесса, а является функцией состояния, зависящей только от температуры.

Оно равно разности внутренних энергий системы в конечном и начальном состояниях:

где U₁ и U₂ – внутренняя энергия системы в начальном и конечном состоянии соответственно.

Обычно вычисляют изменение внутренней энергии, приходящееся на 1 кг вещества рабочего тела:

Для решения всех термодинамических вопросов необходимо знать только изменение внутренней энергии при изменении состояния системы.