Vnitřní energie tělesa

Celkovou energii E soustavy tvoří:

a) kinetická energie E_k jejího makroskopického pohybu jako celku (posuvný pohyb, otáčení, kmitání atp.)

b) potenciální energie E_p (např. v tíhovém poli)

c) vnitřní energie U

E = E_k + E_p + U = E´ + U

Vnitřní energii U tvoří:

a) celková kinetická energie U_k tepelného pohybu částic

b) celková potenciální energie U_p, vyplývající z jejich vzájemného působení

c) energie elektronů v atomových obalech

d) energie jader

Změna vnitřní energie U je možná:

a) konáním práce

b) tepelnou výměnou

c) současně konáním práce a tepelnou výměnou

Změna vnitřní energie je tedy

DU = U₂ – U₁

Je-li DU>0 dochází ke zvýšení vnitřní energie, a naopak při DU<0 k úbytku vnitřní energie.

Změna vnitřní energie konáním práce

Nastává při působení vnější síly F na píst válce s plynem.  Dojde ke stlačení plynu a k jeho zahřátí.

DU = U₂ – U₁ = W

Změna vnitřní energie tepelnou výměnou

Tepelná výměna je děj, při kterém se chaoticky pohybující částice jedné látky srážejí s choticky se pohybujícími částicemi druhé látky a předávají nebo přijímají energii.

Mírou změny vnitřní energie je teplo, ozn. Q

Q = U₂ – U₁ = DU

Jednotka: joule (J)

Teplo je veličina popisující děj a vyjadřuje množství předané vnitřní energie. Neplést s vnitřní energií.

Změna vnitřní energie současně konáním práce a tepelnou výměnou

Např. plyn v nádobě stlačujeme pístem a současně zahříváme plamenem.

Pro oba děje platí zákon zachování energie, který v tomto případě nazýváme První termodynamický zákon.

První termodynamický zákon

Změna vnitřní energie DU je rovna součtu práce W vykonané okolními tělesy a tepla Q odevzdaného okolními tělesy soustavě.

DU = W + Q