Слишком сложно? Тогда запросите консультацию специалиста!
Наша компания занимается тем, что помогает студентам выполнять различные учебные работы на заказ. Вы можете ознакомиться с перечнем выполняемых работ, а так же с их стоимостью на странице с ценами.
Внутренняя энергия идеального газа целиком определяется кинетической энергией теплового движения молекул и зависит только от его температуры:
, (2.5.6)
где 
– молярная теплоемкость газа при постоянном объеме, 
– число степеней свободы молекул газа.
При вычислении внутренней энергии реальных газов необходимо также учитывать потенциальную энергию 
, обусловленную силами межмолекулярного взаимодействия
. (2.5.7)
Силы молекулярного сцепления вызывают появление дополнительного внутреннего давления (2.5.2) 
, а их работа приводит к изменению потенциальной энергии
Проинтегрируем полученное выражение
.
При безграничном увеличении объема расстояния между молекулами возрастают и потенциальную энергию следует принять равной нулю, поэтому и постоянная интегрирования 
принимает нулевое значение (
).
Складывая кинетическую и потенциальную энергии, получим, что, внутренняя энергия реального газа зависит от его температуры 
и объема 
:
. (2.5.8)
Из первого закона термодинамики (
) следует, что при адиабатном расширении газа (
) без совершения работы (
) (расширение газа в вакуум)
и 
.
внутренняя энергия газа не изменяется.
Это равенство формально справедливо, как для идеального, так и для реального газов, но его физический смысл для обоих случаев различен.
Для идеального газа равенство 
означает равенство температур (
), т. е. при адиабатном расширении идеального газа в вакуум его температура не изменяется.
Из уравнения (2.5.8) следует, что внутренняя энергия реального газа не изменится, если адиабатное изменение его объема будет сопровождаться изменением температуры газа, причем 
и 
будут иметь разные знаки.Следовательно, при адиабатном расширенииреального газа в вакуум он охлаждается, а при адиабатном сжатии в вакуум – нагревается.
Контрольные вопросы:
1. Какие величины, которыми пренебрегают, рассматривая идеальные газы, учитывает уравнение Ван-дер-Ваальса?
2. От каких параметров состояния зависит внутренняя энергия ван-дер-ваальсовского газа?
3. Могут ли существовать в равновесии жидкая вода, ее пар и две кристаллические модификации льда?
Лекция № 5.
