Внутренняя энергия идеального газа

Идеальный газ –модель, молекулы которого рассматриваются ка материальные точки, взаимодейтсвующие друг с другом по закону соударения упругих шаров, т.е. не учитываются размеры молекул и потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия.

Внутренняя энергия – энергия физической системы, зависящая от ее внутреннего состояния. Внутренняя энергия включает в себя кинетическую энергию теплового хаотического движения всех микрочастиц системы (все виды движения: поступательное, вращательное и колебательное) и потенциальную энергию взаимодействия этих частиц между собой. Внутренняя энергия - функция состояния физической системы. Внутренняя энергия идеального газа складывается только из кинетической энергии теплового хаотического движения частиц и зависит только от температуры газа.

Число степеней свободы i – число независимых переменных, которыми определяется состояние системы (в механике – положение, а, следовательно, и движение системы в пространстве).

Теорема Больцмана о равномерном распределении энергии по степеням свободы. Движение молекул хаотическое, поэтому оно будет равновероятным вдоль осей Оx, Оу и Оz. Поэтому на каждую степень свободы молекулы приходится в среднем одинаковая энергия .

- средняя кинетическая энергия одной молекулы.

Внутренняя энергия одного моля идеального газа .

Для произвольной массы газа m:

Для любой реальной системы вторая составляющая внутренней энергии –потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия –зависит от расстояния между молекулами, т.е. от V.

Бесконечно малому изменению температуры соответствует бесконечно малое изменение внутренней энергии.