Energia wewnętrzna

Zawartość

• Zmienność energii wewnętrznej
• Przykłady energii wewnętrznej
• Inne rodzaje energii

Plik energia wewnętrzna, zgodnie z Pierwszą Zasadą Termodynamiki, jest to rozumiane jako związane z przypadkowym ruchem cząstek w układzie. Różni się od uporządkowanej energii systemów makroskopowych, związanej z poruszającymi się obiektami, tym, że odnosi się do energii zawartej w obiektach w skali mikroskopowej i molekularnej.

Więc, obiekt może być całkowicie w spoczynku i brakować mu energii pozornej (ani potencjalnej, ani kinetycznej), a mimo to poruszać się poruszającymi się cząsteczkamiporuszające się z dużą prędkością na sekundę. W rzeczywistości te cząsteczki będą się przyciągać i odpychać w zależności od ich warunków chemicznych i czynników mikroskopowych, nawet jeśli nie widać ruchu gołym okiem.

Za energię wewnętrzną uważa się wielkość rozległą, czyli związaną z ilością materii w danym układzie cząstek. Dobrze obejmuje wszystkie inne formy energii elektryczne, kinetyczne, chemiczne i potencjalne zawarte w atomach danej substancji.

Ten rodzaj energii jest zwykle reprezentowany przez znak LUB.

Zmienność energii wewnętrznej

Plik energia wewnętrzna układów cząstek mogą się różnić, niezależnie od ich położenia przestrzennego lub uzyskanego kształtu (w przypadku cieczy i gazów). Na przykład, wprowadzając ciepło do zamkniętego układu cząstek, dodaje się energię cieplną, która wpłynie na energię wewnętrzną całości.

Niemniej jednak, energia wewnętrzna tofunkcja statusuto znaczy nie zajmuje się zmiennością, która łączy dwa stany materii, ale jej początkowym i końcowym stanem. Dlatego obliczenie zmienności energii wewnętrznej w danym cyklu będzie zawsze wynosić zeroponieważ stan początkowy i stan końcowy są jednym i tym samym.

Formuły do ​​obliczenia tej zmienności są następujące:

ΔU = U_b - LUB_DO, gdzie system przeszedł ze stanu A do stanu B.

ΔU = -W, w przypadkach, gdy wykonywana jest pewna ilość pracy mechanicznej W, co skutkuje rozszerzeniem układu i spadkiem jego energii wewnętrznej.

ΔU = Q, w przypadkach, w których dodajemy energię cieplną, która zwiększa energię wewnętrzną.

ΔU = 0, w przypadku cyklicznych zmian energii wewnętrznej.

Wszystkie te i inne przypadki można podsumować równaniem opisującym zasadę zachowania energii w systemie:

ΔU = Q + W

Przykłady energii wewnętrznej

1. Baterie. W korpusie naładowanych akumulatorów przechowywana jest użyteczna energia wewnętrzna, dzięki reakcje chemiczne między kwasami i metalami ciężkimi w środku. Wspomniana energia wewnętrzna będzie większa, gdy jej obciążenie elektryczne jest całkowite, a mniejsza, gdy zostanie zużyta, chociaż w przypadku akumulatorów energia ta może zostać ponownie zwiększona przez wprowadzenie energii elektrycznej z gniazdka.
2. Gazy sprężone. Biorąc pod uwagę, że gazy mają tendencję do zajmowania całkowitej objętości pojemnika, w którym się znajdują, ponieważ ich energia wewnętrzna będzie się zmieniać, gdy ta ilość przestrzeni jest większa, a wzrośnie, gdy będzie mniejsza. Tak więc gaz rozproszony w pomieszczeniu ma mniej energii wewnętrznej, niż gdybyśmy go sprężali w cylindrze, ponieważ jego cząsteczki będą zmuszone do ściślejszej interakcji.
3. Podnieś temperaturę materii. Jeśli podniesiemy temperaturę np. Grama wody i grama miedzi, oba w temperaturze bazowej 0 ° C, zauważymy, że pomimo tej samej ilości materii, lód będzie wymagał większej ilości energii całkowitej aby osiągnąć żądaną temperaturę. Dzieje się tak, ponieważ jego ciepło właściwe jest wyższe, to znaczy jego cząstki są mniej podatne na wprowadzoną energię niż cząstki miedzi, dodając ciepło znacznie wolniej do swojej energii wewnętrznej.
4. Wstrząśnij płynem. Kiedy rozpuszczamy cukier lub sól w wodzie lub promujemy podobne mieszanki, zwykle potrząsamy płynem za pomocą instrumentu, aby przyspieszyć rozpuszczenie. Wynika to ze wzrostu energii wewnętrznej układu wytwarzanej przez wprowadzenie takiej ilości pracy (W), jaką zapewnia nasze działanie, co pozwala na większą reaktywność chemiczną między zaangażowanymi cząstkami.
5. ParowyZ wody. Po zagotowaniu wody zauważymy, że para ma wyższą energię wewnętrzną niż woda w stanie ciekłym w zbiorniku. Dzieje się tak, ponieważ pomimo tego, że jest taki sam molekuły (związek się nie zmienił), aby wywołać przemianę fizyczną, dodaliśmy do wody pewną ilość energii kalorycznej (Q), wywołując większe poruszenie jej cząstek.

Inne rodzaje energii