Tehnička termodinamika - Kemijsko-tehnološki fakultet

TEHNIČKA TERMODINAMIKA _____________________________________________
tj. pokus s idealnim plinovima pokazao je da nakon izjednačavanja tlakova nije
bilo razlike između temperatura vodene kupelji prije i nakon pokusa. To znači da
je i unutarnja energija vodene kupelji ostala ista, a prema tome i unutarnja
energija plina, tj.
' ' '
' ' '
U v = U v i U g = U g
Iz ovoga pokusa vidimo da je kod idealnih plinova unutarnja energija
samo funkcija temperature, pošto je to jedina veličina stanja uz unutarnju energiju,
koja je i prije i poslije pokusa ostala nepromijenjena. Ova spoznaja se može
izraziti jednadžbom
u = f (T )
(za idealne plinove)
Unutarnja energija je, dakle, kod idealnih plinova neovisna o tlaku (dakle i o
volumenu, odnosno gustoći) što se izražava jednadžbom
.
⎛ ∂u
⎞
⎜ ⎟
⎝ ∂v
⎠
T
= 0 ,
a to je prvi koeficijent razmatrane diferencijalne jednadžbe. Zapaženo je da se
kod realnih plinova temperatura u opisanom pokusu pri višim tlakovima nešto
mijenja. Kod njih je , dakle, unutarnja energija ovisna kako o temperaturi tako i
o i tlaku, odnosno gustoći plina. Da bi ovo razjasnili podsjetimo se
međumolekularnih sila čije djelovanje kod realnih plinova dolazi do izražaja,
osobito pri višim tlakovima i nižim temperaturama.
Ako je
⎛ ∂u
⎞
⎜ ⎟
⎝ ∂v
⎠
T
> 0 ,
tj. sustav prima toplinu, to je slučaj kada djeluju privlačne sile pa kod povećanja
volumena povećava se i unutarnja energija. Naime, tu je potrebno dovoditi
toplinu da bi se savladale privlačne sile kojima molekule djeluju jedna na drugu.
Ako je
⎛ ∂u
⎞
⎜ ⎟
⎝ ∂v
⎠
T
< 0 ,
sustav daje toplinu, a to je slučaj kada prevladavaju odbojne sile.
58