Физика. Молекулярная физика. Термодинамика

89 кул, атомов, ионов и т.д.) относительно центра масс тел и потенци- альной энергии U пот взаимодействия этих частиц: U = U кин + U пот . (4.19) Кинетическая энергия частиц системы состоит из трех слагае- мых: кинетической энергии поступательного движения частиц, кине- тической энергии их вращательного движения и кинетической энер- гии колебательного движения частиц: U кин = U пост + U вращ + U кол . (4.20) В каждом состоянии система обладает определенной внутрен- ней энергией, и как она будет израсходована зависит от тех внешних условий, при которых будет совершаться обмен энергией между сис- темой и внешними телами. Для изолированной системы, т.е. для системы, не обмениваю- щейся с окружающей средой ни веществом, ни энергией, dU = 0, сле- довательно, U = const, имеет место закон сохранения энергии. Отме- тим, что закон сохранения энергии в изолированной системе справед- лив независимо от того, находится система в равновесии или нет. Энтальпия – функция состояния системы. Наряду с внут- ренней энергией существуют и другие функции состояния. Одной из них является сумма величин внутренней энергии U и потенциальной энергии ( pV ), обозначаемая буквой H и называемая энтальпией сис- темы (от греческого talpos – тепло): H = U + pV. (4.21) Длительное время величину H называли тепловой функцией (в технической литературе широко применялся термин «теплосодер- жание») и лишь позднее за ней утвердилось название «энтальпия». Бесконечно малое изменение энтальпии определяется формулой: dH = dU + Vdp+pdv. (4.22) При изобарных процессах изменение энтальпии равно количе- ству подведенной или отведенной теплоты. Так как внутренняя энер- гия U и произведение pV являются функциями состояния, то и энтальпия также является функцией состояния системы. Функции U и Н имеют много сходных черт. Прежде всего сход- ство этих функций проявляется в том, что их изменением определя- ется количество теплоты, отвечающее двум простейшим процессам: dQ v = dU при V = const и dQ p = dH при р = const.