EXTERNE ET INTERNE DE L'ÉNERGIE

Physique. La recherche en physique.

prof., Etkin VA

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Le terme «énergie» (du ενεργία grec - activités) a été introduit en mécanique au début du XIXe siècle, un physicien britannique faisant autorité T. Jung à la place de la notion de «main-d'œuvre» et signifiait le travail qui peut rendre le corps d'épreuve. Pour les mécaniciens, qui ne tiennent compte des processus physiques et chimiques internes au sein des organes, le travail était la seule façon de changer l'énergie. Dans le même temps pour faciliter la solution de certains problèmes dans la mécanique d'une notion restrictive d'un système conservateur a été introduite, pour laquelle l'énergie peut être considérée comme la valeur de la persévérance. Avec l'avènement de la thermodynamique et de la théorie de transfert de chaleur, considère la chaleur du corps comme une forme spécifique de mouvement aléatoire de ses particules constitutives, et de la chaleur de processus - comme une mesure quantitative de cette forme de processus d'échange d'énergie, la question de la relation entre la chaleur et le travail. Sur la base de nombreuses expériences a établi le principe de l'équivalence de la chaleur Q et le travail du fondateur de la thermodynamique W. R. Clausius formulé ce principe comme suit: «Dans tous les cas, lorsque le processus circulaire du travail de chaleur apparaît proportionnelle à la quantité de chaleur perdue, et inversement, lorsque le dépenses du même emploi obtenir la même quantité de chaleur "(Clausius, 1876), [2]. Si la chaleur et le travail mesuré dans les mêmes unités du système international SI (ie, mis l'équivalent mécanique de la chaleur égale à un), le principe d'équivalence peut être exprimée par le rapport de:

- Quantité élémentaire de chaleur et de travail sur les étapes distinctes de l'examen d'un processus circulaire.
R. Clausius d'abord attiré l'attention sur le fait que ce rapport ne dépend pas de la nature du processus. Par conséquent, conformément au théorème bien connu de la ligne intégrales La elle a indiqué que l'intégrale est une différentielle totale d'une fonction de l'état du U, une variation qui est égale à la somme algébrique de la chaleur et du travail protsessa1):

R. Clausius appelle cette fonction est d'abord plein de chaleur du corps; B. Thomson - énergie mécanique du corps dans cet état [2]. Cette disparité indique l'absence à cette époque un seul point de vue sur le contenu de ce concept. A l'avenir, la fonction U est appelée l'énergie interne du système, et l'équation (2), - l'expression analytique de la première loi de la thermodynamique. Cette expression reflète l'énergie d'une cohérence du système isolé (U = const à Q, W = 0) , et est donc l' un des formulations de la loi de conservation de l' énergie.

Il est pas exagéré de dire qu'il est l'utilisation du terme «énergie» (mais avec l'ajout de la «interne») par rapport à la fonction U, et non pas la valeur mesurée du travail, il a donné naissance est pas encore surmonté la difficulté de définir la notion d'énergie. En outre, il a fallu l'introduction de deux nouveaux termes, étant donné que le concept de l'énergie interne présuppose l'existence d'antipode - énergie externe EVN et l'énergie totale E et leurs quantités. Pour les distinguer, par EVN a commencé à comprendre qu'une partie de l'énergie du système électronique, qui ne dépend pas de l'état interne du système, et qui est déterminée uniquement par le mouvement du système dans son ensemble par rapport à d'autres organes et son interaction avec eux. Comme en mécanique, EVN a été mesurée par le travail que le système peut faire la transition d'une configuration à une autre (adoptée comme point de référence). Cependant, plus tard, il est devenu clair qu'une partie de l'alimentation externe dépend toujours de l'état interne du système. Par exemple, des matériaux diélectriques et magnétiques résultant des champs électriques et magnétiques dépendent de la température du corps. Dans le même temps le travail de polarisation et l'aimantation des corps est accompagné par l'exécution du travail contre les champs externes, à savoir changements tant d'énergie externe et interne. Dans certains cas particuliers, la situation est possible de simplifier l'introduction de la notion supplémentaire de «propre» l'énergie des corps (sans le domaine de l'énergie dans le vide). [3] Toutefois, cette dénomination est arbitraire, étant donné que le champ extérieur a été modifié par la présence des organismes ou de polarisation magnétisés. Avec l'avènement de la théorie de la relativité restreinte (SRT), il est avéré que dans les corps en mouvement en général, il ne fait pas partie de l'énergie qui ne dépend pas de la vitesse de leur mouvement. [4] Enfin, pour les systèmes fermés, comme l'univers, y compris la totalité de l'interaction (se déplaçant mutuellement) les objets, toute l'énergie est interne, de sorte que la division de l'énergie en interne et externe pour les n'a pas de sens du tout. Dans la mesure où bon nombre des dispositions de la mécanique et de la thermodynamique se rapportent au système fermé (isolé), la nécessité de tenir compte des différences dans la terminologie des formes de qualité de l'énergie, ce qui entraîne une orientation unilatérale des processus naturels est préservée.

Remarque. Expression (2) reflète la règle des signes de la thermodynamique: la chaleur d'un laisser tomber le système et travailler de façon positive parfait, il.

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Auteur Prof., Etkin VA
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Date de publication 15.08.2004gg