内能

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系统属性注意:共轭变量以斜体显示 材料特性 属性数据库 可压缩性β=−{\\displaystyle\\beta=-} 热膨胀α={\\displaystyle\\alpha=} 方程式 卡诺定理 克劳修斯定理 基本关系 理想气体定律 麦克斯韦关系 Onsager互惠关系 布里奇曼方程 热力学方程表 潜力 自由能 自由熵 内能U(S,V){\\displaystyleU(S,V)} 焓H(S,p)...
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内能

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系统属性注意:共轭变量以斜体显示

材料特性

压缩性 β = − {\displaystyle \beta =-}
热膨胀 α = {\displaystyle \alpha =}

方程式

  • 卡诺定理
  • 克劳修斯定理
  • 基本关系
  • 理想气体定律
  • 麦克斯韦关系
  • Onsager 互惠关系
  • 布里奇曼方程
  • 热力学方程表

潜力

  • 自由能
  • 自由熵
  • 内能 U ( S , V ) {\displaystyle U(S,V)}
  • 焓 H ( S , p ) = U + p V {\displaystyle H(S,p)=U+pV}
  • 亥姆霍兹自由能 A ( T , V ) = U − T S {\displaystyle A(T,V)=U-TS}
  • 吉布斯自由能 G ( T , p ) = H − T S {\displaystyle G(T,p)=H-TS}

热力学系统的内能是其中包含的总能量。 它是在给定内部状态下创建或准备系统所必需的能量,包括势能和内部动能的贡献。 它记录了由于系统内部状态的变化而导致的系统能量的得失。 它不包括整个系统的运动动能,或来自周围力场的任何外部能量。 孤立系统的内能是恒定的,表现为能量守恒定律,是热力学xxx定律的基础。 内能是广延性质。

内能不能直接测量,了解其所有组成部分的知识很少有趣,例如其组成物质的静态静止质量能量。 热力学主要只关心内能的变化,而不关心它的xxx值。 相反,通常定义一个参考状态,并测量热力学过程从该状态开始的任何变化。 改变内能的过程是物质的转移,或者是热能的转移,或者是热力学功。 这些过程是通过系统特性的变化来衡量的,例如温度、熵、体积和摩尔结构。 当不可渗透的容器壁阻止了物质的转移时,系统被称为封闭的。 如果容纳壁既不通过物质也不通过能量,则称系统是孤立的,其内部能量不会改变。

内能仅取决于系统的状态,而不取决于从能量传入或传出系统的许多可能过程中的特定选择。 它是一种热力学势能。 在微观上,内能可以根据系统粒子的平移、旋转和振动产生的微观运动的动能以及与微观力相关的势能(包括化学键)来分析。

国际单位制 (SI) 中的能量单位是焦耳 (J)。 相对于质量的内能,单位为J/kg,即为比内能。 单位为J/mol的物质的量所对应的量就是摩尔内能。

主要职能

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系统的内能取决于它的熵 S、体积 V 和大质量粒子的数量:U(S,V,{Nj})。 它以能量表示形式表达系统的热力学。 作为状态的函数,它的参数完全是状态的广义变量。

热力学系统

除了内能之外,热力学系统状态的另一个基本函数是它的熵,作为函数 S(U,V,{Nj}),是相同的广泛状态变量列表,除了熵 S , 在列表中被内部能量 U 替换。它表示熵表示。

每个基数函数都是其每个自然变量或规范变量的单调函数。 每个都提供其特征或基本方程,例如 U = U(S,V,{Nj}),它本身包含有关系统的所有热力学信息。

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  2. 主要职能

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