Макроскопические тела обладают внутренней эенергией, которя равна сумме кинетических энергий беспорядочного движения и потенциальных энергий взаимодействия друг с другом всех молекул тела. Внутренняя энергия является однозначной функцией термодинамических параметров: температуры и объема.

В случае идеального одноатомного газа внутрення энергия зависит только от температуры:

.

В случае многоатомного газа в данной формуле вместо числа 3 будет число 2n+1, где n - число атомов в молекуле газа. Согласно первому закону термодинамики изменение внутренней энергии системы при переходе из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе: dU=A+Q.

Работа, совершаемая над системой, в термодинамике равна A=-p^.dV, где p - давления, а dV - изменение объема. Сама система при этом совершает работу A`=-A. При нагревании и охлаждении количество теплоты равно Q=cm^.dT, где c - удельная теплоемкость, а dT - изменение температуры. Кроме того теплота поглощается при парообразовании и плавлении и выделяется при конденсации и кристализации.

Работа и количество теплоты - характеристики процессов, при которых происходит изменение внутренней энергии системы.
При изохорном процессе (V=const) работа равна нулю и dU=Q.
При изотермическом процессе (T=const) внутренняя энергия идеального газа не меняется и Q=A`.
При изобарном процессе (p=const) передаваемая системе теплота идет на изменение внутренней энергии системы и совершение работы: Q=dU+A`.
При адиабатном процессе (в теплоизолированной системе) Q=0, dU=A.
При обмене теплотой в теплоизолированной системе без совершения работы выполняется уравнение теплового балланса: Q₁+Q₂+Q₃+...Q_n=0, где Q - количества теплоты полученные или отданные телами системы.

Процесссы, протекающие в природе с макроскопическими телами, необратимы. Типичные необратимые процессы таковы: теплота самопризвольно переходит от горячего тела к холодному, но не наоборот; механическая энергия самопроизвольно переходит во внутреннюю.
Путем обобщения опытных фактов, касающихся необратимости процессов, был сформулирован второй закон термодинамики.

Из законов термодинамики вытекает, что тепловые двигатели могут совершать работу только в процессе передачи теплоты от нагреватлея к холодильнику. Максимально возможное значение коэффициента полезного действия теплового двигателя равно:

,

---

С вопросам и предложениями обращаться на marklv25@mail.ru