Учитывая, что уравнение для первого закона термодинамики:
Известно, что равно изменению внутренней энергии, кинетической энергии и потенциальной энергии. и что полная теплопередача и это перевод работы.
Я немного смущен при анализе систем, использующих указанное уравнение. Итак, вот несколько вопросов, которые я имел в виду.
Мне говорили, что при анализе закрытой системы всегда равен нулю, так как полная энергия системы не изменится. Всегда ли это так?
При анализе открытых стационарных систем говорят, что изменение кинетической и потенциальной энергии всегда равно нулю, но изменение внутренней энергии может не быть нулевым в определенных ситуациях. Тем не менее, когда мы узнаем, когда изменится изменение внутренней энергии? Изменяется ли он при изменении давления, объема или температуры в системе?
Существует также другая форма общей энергии в системе, называемая механической энергией. Когда мы узнаем, что использовать при анализе систем? Это формула механической энергии или формула энергии через внутреннюю, потенциальную и кинетическую энергии?
Кроме того, существует альтернативное уравнение, учитывающее скорость потока в системе. Когда мы узнаем, когда использовать обычное уравнение, а когда использовать скорость потока?
Это не систематический набор ответов на ваши вопросы, а несколько наблюдений, которые могут помочь…
Под замкнутой системой обычно понимают систему, в которой число частиц фиксировано. Нет запрета на поступление или отвод тепла или работу, выполняемую в системе или ею, поэтому не всегда равен нулю.
Кинетическая энергия, которая вносит вклад во внутреннюю энергию системы, равна энергии частиц в системе, как считается в системе отсчета центра масс системы. Таким образом, если систему (например, баллон с газом) бросить по воздуху с высокой скоростью, это не увеличит ее внутреннюю энергию.
«Механическая энергия» не является, насколько мне известно, термином, имеющим значение в термодинамике, как его понимают физики.
Для данного образца жидкости можно выразить внутреннюю энергию как функцию двух переменных, например, объема и температуры. Простейшим примером является идеальный газ, для N молекул которого внутренняя энергия определяется выражением