Հայտարարություն

Collapse
No announcement yet.

«Ներքին էներգիա, Աշխատանք և Ջերմաքանակ» հասկացությունների ուսուցման նրբությունները

Collapse
X
  •  
  • Զտիչ
  • Ժամանակ
  • Դիտել
Clear All
նոր գրառումներ

  • ASiranush
    replied
    Հարգելի կոլեգա, Ձեր առաջարկած թեման, իմ կարծիքով բարդ է ընկալել, առանց գործնական աշխատանքների, դուք դասի ընթացքում ինչ ցուցադրումներ եք կատարում, եթե հնարավոր է հանգամանորեն ներկայացրեք։

    Թողնել հաղորդագրություն:


  • Zorik
    replied
    Դասի տեսակը՝ Նոր գիտելիքների ուսուցման դաս:
    Դասի թեման՝ «Ներքին էներգիա», «Աշխատանք» և «Ջերմաքանակ» հասկացությունների ուսուցման նրբություններն ավագ դպրոցում:
    Դասի նպատակը՝ Սովորողներին ներկայացնել «Ներքին էներգիա», «Աշխատանք» և «Ջերմաքանակ» հասկացությունները և նրանց ուսուցման նրբությունները, այդ հասկացությունների վերաբերյալ սովորողների գիտելիքները, հմտությունները և կարողությունները զարգացնելու և ամրապնդելու նպատակով լուծել խնդիրներ:
    Կիրառվող մեթոդները՝ Ակտիվ դպրոցական դասախոսություն, պրոբլեմային ուսուցում, մտագրոհ, խմբային աշխատանք, էվրիստիկ զրույց, խնդիրների լուծում:
    Կանխատեսում՝ Նախքան բուն հարցերին անցնելը նախնական պատկերացում տալ թեմայի վերաբերյալ: Ի՞նչ է ներքին էներգիան, աշխատանքը ջերմադինամիկայում և ջերմաքանակը, Ի՞նչ ընդհանրություններ և տարբերություններ կան դրանց միջև, Ո՞ր օրենքով է բնութագրվում այդ երեք մեծությունների կապը:
    Դիտում՝ Սովորողներին անհրաժեշտ է ներկայացնել ներքին էներգիա, աշխատանք, ջերմաքանակ հասկացությունները, գրել համապատասխան բանաձևերը և բացատրել, թե ինչ մեծություններից են կախված, օրինակների և փորձնական դիտումների միջոցով ցույց տալ, որ աշխատանքը և ջերմաքանակը համարվում են ներքին էներգիայի փոփոխման պատճառներ, համապատասխանաբար մեխանիկական և ջերմահաղորդականության միջոցով: Նշել՝ անկախ այն բանից, որ երկուսն էլ էներգիա են և ունեն նույն չափման միավորը՝ 1Ջ, սակայն իմաստով տարբեր են, բացատրել, որ այդ երեք մեծություններից ցանկացած երկուսի փոփոխությունը երրորդի փոփոխման պատճառ է հանդիսանում, որն էլ արտահայտվում է այդ երեք մեծությունները իրար կապող մի օրենքով, որը կոչվում է ջերմադինամիկայի I օրենք. Գրել բանաձևը: Բացատրած թեման ամրապնդելու և աշակերտների գիտելիքները, հմտություններն ու կարողությունները զարգացնելու նպատակով, օգտվել գործնական պաստառներից, էլեկտրոնային ցուցադրումներից և լուծուել խնդիրներ:
    Քննարկում՝ Կանխատեսումների և դիտումների արդյունքների քննարկում, անհասկանալի հարցերի վերհանում և առաջարկությունների պարզաբանում:
    Համադրում՝ Քննարկումների և առաջարկությունների արդյունքների համադրում, վերջնական եզրակացության կատարում և ուսուցման ժամանակ սովորողների մեջ ձևավորված գիտելիքների համակարգում:

    Թողնել հաղորդագրություն:


  • Zorik
    replied
    3. Ներքին էներգիայի, աշխատանքի և ջերմաքանակի կապը (ջերմադինամիկայի առաջին օրենքը): Ջերմադինամիկայի (նաև` արդի բնագիտության) հիմքում ընկած է բնության ամենաընդհանուր օրենքներից մեկը` էներգիայի պահպանման և փոխակերպման օրենքը: Ջերմադինամիկական այդ օրենքն արտահայտում է ներքին էներգիայի, աշխատանքի և ջերմաքանակի կապը:
    Դիցուք` համակարգը (օրինակ` շարժական մխոցով գլանում լցված գազը) փոխազդում է շրջապատող միջավայրի հետ: Փոխազդեցության արդյունքում համակարգի ներքին էներգիան փոխվում է` սկզբնական U1 արժեքից դառնալով U2 : Էներգիայի փոփոխությունը՝ U=U2-U1 : Բայց մենք արդեն գիտենք, որ համակարգի և շրջապատի փոխազդեցությունն ի վերջո հանգում է երկու պրոցեսների` աշխատանքի կատարման և ջերմափոխանակման: Այդ պրոցեսների քանակական բնութագրերն են` աշխատանքը (A' կամ A ) և ջերմաքանակը (Q):
    Ենթադրենք, որ գլանում գազը ստանում է Q ջերմաքանակ: Եթե այդ դեպքում գազը չի ընդարձակվում, ապա U = Q ներքին էներգիայի աճը հավասար է համակարգին հաղորդված Q ջերմաքանակին: Եթե գազը, ստանալով Q ջերմաքանակ, միևնույն ժամանակ կատարում է նաև A' աշխատանք (էներգիա է տալիս արտաքին մարմիններին), ապա ներքին էներգիայի փոփոխությունը`
    U = Q - A' (2)
    (2) հավասարումը էներգիայի պահպանման և փոխակերպման օրենքն է` արտահայտված ջերմադինամիկական մեծություններով: Այն ջերմադինամիկայի առաջին օրենքի (կամ սկզբունքի) մաթեմատիկական արտահայտությունն է:
    Քանի որ ջերմադինամիկական համակարգի կատարած A' աշխատանքը և համակարգի նկատմամբ արտաքին մարմինների կատարած A աշխատանքը տարբերվում են միայն նշանով` A'=-A, ապա ջերմադինամիկայի առաջին օրենքի (2) արտահայտությունը կարող ենք գրել նաև
    U = Q + A (3)
    տեսքով:
    Հարկավոր է աշակերտներին բացատրել (2) կամ (3) հավասարումների մեջ մտնող մեծությունների ֆիզիկական իմաստների տարբերությունը, թեպետ դրանք բոլորն էլ արտահայտվում են ՄՀ համակարգի միևնույն միավորով` ջոուլով :
    Այսպես, ենթադրենք համակարգը կատարում է շրջանային պրոցես` վերադառնալով սկզբնական վիճակին: Այդ դեպքում համակարգի ներքին էներգիայի փոփոխությունը զրո է` U=0, քանի որ, ինչպես վերը տեսանք, ներքին էներգիան վիճակի ֆունկցիա է: Հետևաբար՝ (2) հավասարումից կունենանք`
    A' = Q (4)
    Նշանակում է՝ շրջանային պրոցես կատարող ջերմադինամիկական համակարգը կարող է զրոյից տարբեր աշխատանք կատարել միայն այն դեպքում, եթե շրջապատից ստացած ջերմաքանակը նույնպես զրո չէ:
    Շրջապատից (արտաքին մարմիններից) վերցրած Q ջերմաքանակի հաշվին համակարգը կատարում է A' աշխատանք, ընդ որում այդ աշխատանքը, ինչպես երևում է (4) առնչությունից, հավասար է (համարժեք է) Q ջերմաքանակին: Աշխատանքը և ջերմաքանակը, ի տարբերություն ներքին էներգիայի, կախված են սկզբնական վիճակից վերջնական վիճակին անցնելու պրոցեսի բնույթից: Այս հատկությամբ դրսևորվում է աշխատանքի (A' կամ A) և ջերմաքանակի (Q ) ընդհանրությունը:
    Այսպիսով, (2) հավասարումից կարող ենք եզրակացնել, որ համակարգի ներքին էներգիան տրված U չափով կարելի է փոփոխել` կատարելով տարբեր A աշխատանքներ և համակարգին հաղորդելով տարբեր Q ջերմաքանակներ, միայն թե դրանց Q + A գումարը համապատասխանի ներքին էներգիայի նշված փոփոխությանը:
    Այստեղից, մասնավորապես, հետևում է «Աշխատանքի պաշար» և «Ջերմաքանակի պաշար» արտահայտությունների անիմաստությունը: Նույնը վերաբերում է «Աշխատանքի փոփոխություն», «Ջերմաքանակի փոփոխություն» արտահայտություններին: «Բայց չէ՞ որ երբեմն գրում են A, Q : Ուրեմն, ի՞նչ են նշանակում այդ գրառումները»,– կհարցնեն ոմանք: A, Q գրառումները նշանակում են փոքր (տարրական) աշխատանք, փոքր (տարրական) ջերմաքանակ:A-ն (ինչպես նաև Q -ն) պետք է հասկանալ որպես միասնական սիմվոլ, և ոչ թե A-ի (կամ Q -ի) փոփոխություն: Բուհական ֆիզիկայի դասընթացում, շփոթություն չառաջացնելու համար, օգտագործում են δA և δQ նշանակումները (δ -ն (դելտա) -ի փոքրատառն է): Նշանակում է, աշխատանքը և ջերմաքանակը պահեստավորել հնարավոր չէ, քանի որ գոյություն չունեն աշխատանքի և ջերմության պահեստարաններ (ամբարներ): Աշխատանքը ոչ ձեռք է բերվում, ոչ էլ ծախսվում է, այլ կատարվում է: Այն կատարվում է արտաքին մարմինների հետ ջերմադինամիկական համակարգի փոխազդեցության հետևանքով, երբ տեղի է ունենում էներգիայի փոխակերպում մի տեսակից մյուսը:
    Ճիշտ նույն կերպ ջերմության հաղորդում կամ ջերմափոխանակում կարող է տեղի ունենալ միայն համակարգի և շրջապատի փոխազդեցության շնորհիվ, երբ կատարվում է ներքին էներգիայի փոխանակում համակարգի և շրջապատի միջև: Ջերմահաղորդման պայմանը համակարգի և շրջապատող միջավայրի ջերմաստիճանների տարբերությունն է, իսկ հետևանքը` դրանց ջերմաստիճանների հավասարեցումը: Այս դեպքում «Ջերմաքանակ» ասելով հարկավոր է հասկանալ այն էներգիան, որը ջերմահաղորդման (ջերմափոխանակման) պրոցեսում փոխանցվում է մի մարմնից մյուսին, և ոչ թե այն էներգիան, որով օժտված էր ջերմափոխանակմանը մասնակցող յուրաքանչյուր մարմին նախքան ջերմափոխանակումը կամ դրանից հետո: Երկու մարմինների ջերմաստիճանների հավասարեցումից հետո զրո է դառնում նաև մեկից մյուսին հաղորդվող էներգիան, բայց ոչ դրանցից յուրաքանչյուրի ներքին էներգիայի պաշարը:
    Համաձայն (2) և (3) հավասարումների` ջերմաքանակը կարելի է սահմանել որպես մի մեծություն, որը հավասար է աշխատանքի կատարմամբ չուղեկցվող ջերմափոխանակման պրոցեսում համակարգի ներքին էներգիայի աճին: Իրոք, U = Q միայն այն դեպքում, երբ A = 0 (կամ A' = 0 ): Ընդհանուր դեպքում համակարգի ներքին էներգիայի աճը կարող է փոքր կամ մեծ լինել հաղորդված ջերմաքանակից` կախված այն բանից` ջերմափոխանակումն ուղեկցվում է համակարգի նկատմա՞մբ աշխատանքի կատարումով, թե՞ համակարգն է աշխատանք կատարում:
    Մեր կարծիքով, դպրոցականների, երբեմն նաև ուսուցիչների բառապաշարից պետք է դուրս գցել «Ջերմային էներգիա» անվանումը, որն օգտագործվում է կա՛մ «Ջերմաքանակ», կա՛մ էլ «Ներքին էներգիա» իմաստներով: Ջերմաքանակն էներգիա չէ, որը կարելի է կուտակել, ամբարել, ուստի այս իմաստով «Ջերմային էներգիա» հասկացությունը կարող է թյուրիմացություններ առաջացնել: «Ջերմային էներգիա» անվանումը չի կարելի գործածել նաև «Ներքին էներգիայի» փոխարեն, քանի որ ֆիզիկական անվանումները նպատակահարմար է գործածել միայն մեկ նշանակությամբ, իսկ «Ներքին էներգիան» վերջին մի քանի տասնամյակներում արդեն արմատավորվել է ֆիզիկայի դասընթացում, և այն փոխարինել թյուրիմացություն առաջացնող անվանումով` անիմաստ է:
    Ֆիզիկայի ուսումնական գրականության մեջ գործածվում է երկու եզրույթներ` «Տաքացում» և «Սառեցում», որոնցից յուրաքանչյուրն ունի երկու իմաստ: Մի դեպքում այդ եզրույթները կարող են նշանակել ջերմաստիճանի բարձրացում կամ իջեցում, մեկ այլ դեպքում` համակարգին էներգիայի հաղորդում կամ նրանից էներգիայի անջատում ջերմափոխանակման եղանակով: Այդ պատճառով կարծում ենք, որ յուրաքանչյուր առաձին դեպքում հարկավոր է նշել, թե այդ եզրույթներն ի՞նչ իմաստով են գործածվում: Դա հատկապես կարևոր է իզոթերմ և ադիաբատ պրոցեսներն ուսուցանելիս: Իրոք, իզոթերմ պրոցեսում համակարգը (գազը) տաքացվում է երկրորդ իմաստով, այսինքն` գազին ջերմաքանակ են հաղորդում, բայց գազի ջերմաստիճանը չի փոխվում: Այն դեպքում, երբ գազն ադիաբատ կերպով սեղմվում է, գազին ջերմաքանակ չի հաղորդվում, բայց բարձրանում է նրա ջերմաստիճանը. գազի տաքանալն արդեն պետք է հասկանալ առաջին իմաստով:
    Նշենք նաև ուսումնական գրականության մեջ (նամանավանդ` հին) հանդիպող անհաջող (մեր կարծիքով) հետևյալ արտահայտությունները` «Աշխատանքի փոխակերպումը ջերմության» և «Ջերմության փոխակերպումն աշխատանքի»: Առաջին արտահայտությունը նշանակում է, որ համակարգն էներգիա է ձեռք բերում աշխատանքի կատարման պրոցեսում և այդ ձեռք բերած (հավելյալ) էներգիան ջերմափոխանակման միջոցով տալիս է շրջապատին: Երկրորդ արտահայտությունը հարկավոր է հասկանալ այսպես. համակարգը ջերմափոխանակման եղանակով ձեռք բերելով էներգիա, այնուհետև այն տալիս է շրջապատին աշխատանք կատարելու միջոցով: Այդպիսի պրոցեսներ են տեղի ունենում, օրինակ, իդեալական գազի իզոթերմ ընդարձակման (կամ սեղմման) ժամանակ: Կարծում ենք, որ աշակերտներին անհրաժեշտ է սովորեցնել ճիշտ արտահայտություններով նկարագրել ֆիզիկական երևույթները: Փոխանակ ասելու «Ջերմությունը փոխակերպվում է աշխատանքի», հարկավոր է այդ նույն միտքը ձևակերպել հետևյալ կերպ. «Համակարգին տրված Q ջերմաքանակը մեծացնում է ներքին էներգիան, իսկ այդ հավելյալ էներգիայի հաշվին համակարգը, ընդարձակվելով, կատարում է A' աշխատանք»:

    Թողնել հաղորդագրություն:


  • Zorik
    replied
    2. Աշխատանք և ջերմաքանակ: Ջերմադինամիկական համակարգի կառուցվածքային մասնիկների քաոսային (ջերմային) շարժումներին կարող են վերագրվել կարգավորված շարժումներ: Օրինակ, երբ գլանում լցված գազը սեղմենք` տեղաշարժելով մխոցը, ապա վերջինս կկատարի աշխատանք: Սեղմման ընթացքում մխոցի համընթաց շարժումը կփոխանցվի անմիջականորեն մխոցին հպվող մասնիկներին, որոնք մխոցի հետ մեկտեղ կկատարեն նաև համընթաց (կարգավորված) շարժում, որը կվերադրվի քաոսային շարժմանը: Հետևաբար, կատարելով աշխատանք ջերմադինամիկական համակարգի նկատմամբ, մենք ստիպում ենք նրա մասնիկներին շարժվելու «Կարգ ըստ կարգի»: Ընդհակառակը, երբ համակարգն ինքն է աշխատանք կատարում, ապա այն կարգավորված շարժում է առաջացնում իրեն շրջապատող միջավայրում:
    Մխոցի շարժումը դադարելուց հետո մասնիկների կարգավորված շարժումը, բախումների հետևանքով, շատ արագ դարձյալ վերածվում է անկանոնի, որի հետևանքով մեծանում է մասնիկների քաոսային շարժման միջին կինետիկ էներգիան և, բնականաբար, գազի ներքին էներգիան: Եթե, ընդհակառակը, մխոցը շարժվի գազի ընդարձակման հետևանքով, ապա աշխատանք կկատարի գազը` ի հաշիվ ներքին էներգիայի, և գազի ներքին էներգիան կնվազի:
    Այսպիսով, աշխատանքի կատարումը ջերմադինամիկական համակարգի ներքին էներգիայի փոփոխման եղանակներից մեկն է:
    Էներգիայի այն քանակը, որը ջերմադինամիկական համակարգից հաղորդվում է շրջապատին (կամ շրջապատից` համակարգին) աշխատանքի կատարման ընթացքում, անվանում են աշխատանք: Աշխատանքը համարվում է դրական, եթե էներգիան հաղորդվում է համակարգից շրջապատին (աշխատանք կատարում է համակարգը). այդ աշխատանքը նշանակվում է A' -ով: Հակառակ դեպքում աշխատանքը (նշանակվում է A-ով) համարվում է բացասական (աշխատանք կատարում են արտաքին մարմինները համակարգի նկատմամբ):
    Այժմ ամրացնենք մխոցը և գլանի մեջ լցված գազը տաքացնենք` այն դնելով, օրինակ, գազօջախի վրա: Այս դեպքում, բնականաբար, աշխատանք չի կատարվի, բայց, գլանի պատերի ջերմաստիճանը կբարձրանա: Տաքացած պատերին հպվող մասնիկների քաոսային շարժման արագությունները նույնպես կմեծանան, ինչի հետևանքով կմեծանա մասնիկների քաոսային շարժման միջին կինետիկ էներգիան, հետևաբար` նաև գազի ներքին էներգիան:
    Ուրեմն, համակարգը տաքացնելիս (այսինքն` համակարգին ջերմաքանակ հաղորդելիս) մենք միշտ ստիպում ենք նրա մասնիկներին կատարելու անկանոն, չկարգավորված շարժումներ: Հակառակը, երբ ջերմությունը համակարգից անցնում է շրջապատող միջավայրին, այդ միջավայրում ծագում են անկանոն, չկարգավորված շարժումներ: Այս երկրորդ դեպքում համակարգի ներքին էներգիան նվազում է:
    Այսպիսով, ջերմափոխանակումը (ջերմության հաղորդումը շրջապատող միջավայրից ջերմադինամիկական համակարգին կամ հակառակը) համակարգի ներքին էներգիայի փոփոխման եղանակներից երկրորդն է:
    Էներգիայի այն քանակը, որը ջերմադինամիկական համակարգից հաղորդվում է շրջապատին (կամ շրջապատից` համակարգին) ջերմափոխանակման պրոցեսում, անվանում են ջերմաքանակ (կամ ջերմություն): Այն նշանակում են Q տառով: Q ջերմաքանակը համարվում է դրական, եթե այն շրջապատից հաղորդվում է համակարգին, և բացասական` հակառակ դեպքում:
    Գոյություն ունեն ջերմադինամիկական համակարգի և շրջապատող միջավայրի այլ փոխազդեցություններ ևս` էլեկտրական, մագնիսական, գրավիտացիոն և այլն: Ջերմադինամիկայում, սակայն, այս բոլոր փոխազդեցությունները, ի վերջո, հանգում են աշխատանքի կատարման և ջերմափոխանակման (ջերմահաղորդման): Փոխազդեցության առաջին եղանակը կապված է համակարգի արտաքին բնութագրերի (օրինակ` ծավալի) փոփոխման հետ, իսկ երկրորդը՝ կապված չէ արտաքին բնութագրերի փոփոխման հետ: Սակայն և՛ մեկ, և՛ մյուս փոխազդեցության դեպքում էլ տեղի է ունենում համակարգի և արտաքին մարմինների միջև էներգիայի փոխանակում:

    Թողնել հաղորդագրություն:


  • Անի.
    replied
    եթե նեղություն չի էլեկտրոնային հասցեիս կուղարկեք դասի պլանը?

    Թողնել հաղորդագրություն:


  • Zorik
    replied
    Հետաքրքրվողների համար սիրով կտրամադրեմ նաև դասի պլանի ձևը:

    Թողնել հաղորդագրություն:


  • «Ներքին էներգիա, Աշխատանք և Ջերմաքանակ» հասկացությունների ուսուցման նրբությունները

    Հաշվի առնելով այն պարզ փաստը, որ ջերմային մեքենաների աշխատանքի ֆիզիկական հիմունքները սերտորեն կապված են «Ներքին էներգիա», «Աշխատանք» և «Ջերմաքանակ» հասկացությունների հետ, ապա կարծում եմ, որ սովորողների կողմից այդ հիմունքների լավ ընկալման ու հասկանալու համար, անհրաժեշտ են առավել խոր գիտելիքներ «Ներքին էներգիա», «Աշխատանք» և «Ջերմաքանակ» հասկացությունների մասին: Բացի այդ, նշված բնութագրերի թերի իմանալը թույլ չի տալիս յուրացնելու բնության հիմնարար օրենքներից մեկը` «Ջերմադինամիկայի առաջին օրենքը», որը էներգիայի պահպանման օրենքն է ջերմային երևույթների համար: «Ներքին էներգիա», «Աշխատանք» և «Ջերմաքանակ» հասկացությունների մասին առաջին պատկերացումներն աշակերտները ստանում են 8-րդ դասարանում, իսկ այնուհետև` առավել խոր կերպով` 11-րդ դասարանում, որտեղ տրվում է նաև այդ հասկացությունների միջև կապն արտահայտող ջերմադինամիկայի առաջին օրենքը:
    Դպրոցական դասընթացից աշակերտները գիտեն, որ ինչպես էներգիայի մյուս տեսակները, ջերմադինամիկական համակարգի ներքին էներգիան ևս որոշվում է կամայական հաստատուն գումարելու ճշտությամբ: Բայց հայտնի է նաև, որ ջերմադինամիկական պրոցեսներն ուղեկցվում են ներքին էներգիայի փոփոխությամբ, ուստի դրանց նկարագրությունը կախված չէ այդ անորոշ հաստատունի ընտրությունից: Այդ պատճառով ներքին էներգիայի արտահայտության մեջ, որպես կանոն, հաստատունի արժեքը համարվում է զրո:
    Բայց, ջերմադինամիկայի առաջին օրենքի համաձայն, համակարգի ներքին էներգիայի փոփոխությունը (օրինակ` մեծացումը) կարելի է որոշել` չափելով համակարգի նկատմամբ կատարված աշխատանքը և համակարգին հաղորդված ջերմաքանակը: Այստեղից, կարծես, հետևում է, որ վերնագրյալ հասկացությունները հարմար է ուսումնասիրել հետևյալ հաջորդականությամբ` աշխատանք, ջերմաքանակ և ապա նոր` ներքին էներգիա: Սակայն հնարավոր է նաև այդ հասկացությունների ուսումնասիրման այլ հաջորդայնություն: Իմ փորձից ելնելով (ինչպես նաև խորհրդակցելով ֆիզիկայի բուհական, մեթոդական, դպրոցական դասագրքերի և մի շարք ձեռնարկների հայտնի հեղինակների՝ Է. Մ. Ղազարյան, Ս. Մաիլյան և ալյք հետ) առաջարկում եմ նախ ներկայացնել ներքին էներգիան` մոլեկուլային-կինետիկ տեսության պատկերացումների հիման վրա, և ապա նոր դիտարկել աշխատանքը և ջերմաքանակը (ինչպես որ դպրոցական դասագրքերում է):
    1. Ներքին էներգիա: Ինչպես գիտենք, կամայական ջերմադինամիկական համակարգ բաղկացած է հսկայական թվով մասնիկներից, որոնք քաոսայնորեն շարժվում են և փոխազդում իրար հետ: Եթե ջերմադինամիկական համակարգի վիճակը դիտարկենք համակարգի զանգվածների կենտրոնին կապված հաշվարկման համակարգի նկատմամբ, ապա ջերմադինամիկական համակարգի կառուցվածքային մասնիկների կինետիկ էներգիաների և այդ մասնիկների` իրար հետ փոխազդեցության պոտենցիալ էներգիայի գումարն այդ ջերմադինամիկական համակարգի ներքին էներգիան է, որն ընդունված է նշանակել U տառով:
    Ներքին էներգիան ջերմադինամիկական համակարգի ներքին բնութագրերից մեկն է, քանի որ նրա արժեքը կախված է համակարգի կառուցվածքային մասնիկների դիրքից և շարժումից: (Համակարգի մաս չկազմող արտաքին մարմինների դիրքով որոշվող ֆիզիկական մեծություններն անվանում են արտաքին բնութագրեր, ինչպես, օրինակ` արտաքին էլեկտրական դաշտի լարվածությունը, համակարգի ծավալը և այլն
    Ներքին էներգիան կարող է փոփոխվել միայն արտաքին մարմինների հետ ջերմադինամիկական համակարգի փոխազդեցության հետևանքով: Եթե համակարգը մեկուսացված է (արտաքին մարմիններն ընդհանրապես չեն ազդում նրա վրա), ապա, համաձայն էներգիայի պահպանման օրենքի, համակարգի ներքին էներգիան չի փոխվում: Այս փաստը կարելի է ներկայացնել հետևյալ կերպ`
    U = const. կամ U = 0 (1)
    Սա նշանակում է, որ ներքին էներգիան կախված չէ այն բանից, թե նախորդ պահերին համակարգն ի՞նչ վիճակներում է եղել, և լիովին որոշվում է միայն տվյալ պահին նրա վիճակով: Հետևաբար՝ ներքին էներգիան վիճակի ֆունկցիա է, ինչը նշանակում է` համակարգի յուրաքանչյուր վիճակին համապատասխանում է ներքին էներգիայի որոշակի արժեք: Եթե համակարգը U1 ներքին էներգիայով վիճակից անցնում է U2 ներքին էներգիայով վիճակ, ապա էներգիայի U=U2-U1 փոփոխությունը կախված չէ այն բանից, թե համակարգն այդ ընթացքում ի՞նչ միջանկյալ վիճակներով է անցել:
    Համակարգի ներքին էներգիան գումարվող (ադիտիվ) ֆիզիկական մեծություն է. այն հավասար է համակարգի բաղկացուցիչ մասերի էներգիաների գումարին:
    Ներքին էներգիայի արժեքը նույնիսկ այն դեպքում, երբ կամայական հաստատունի արժեքը հայտնի է (օրինակ` զրո է), սովորաբար դժվար է որոշել: Բայց ջերմադինամիկական խնդիրների մեծ մասի համար, ինչպես վերը նշեցինք, դա չի էլ պահանջվում: Բավական է լինում իմանալ միայն ներքին էներգիայի փոփոխությունը, որը կարելի է որոշել, եթե հայտնի է, թե ինչպես է համակարգը փոխազդում շրջապատող մարմինների հետ:

    Վերջին խմբագրողը՝ Zorik; 15-02-20, 18:49.
Ներեցեք, դուք իրավասու չեք դիտել այս էջը:
Working...
X