Внутрішня енергія

Зміст

• Внутрішні зміни енергії
• Приклади внутрішньої енергії
• Інші види енергії

внутрішня енергіязгідно з Першим принципом термодинаміки, це розуміється як пов'язане із випадковим рухом частинок всередині системи. Він відрізняється від упорядкованої енергії макроскопічних систем, пов’язаних з рухомими об’єктами, тим, що відноситься до енергії, що міститься об’єктами в мікроскопічному та молекулярному масштабі.

Тому, Об'єкт може повністю відпочивати і мати відсутність видимої енергії (ні потенційної, ні кінетичної), і при цьому бути осередком рухомих молекул, рухаючись з високою швидкістю в секунду. Насправді ці молекули будуть притягувати та відштовхувати одна одну в залежності від їх хімічних умов та мікроскопічних факторів, навіть незважаючи на те, що неозброєним оком не спостерігається руху.

Внутрішня енергія вважається великою величиною, тобто пов'язаною з кількістю речовини в даній системі частинок. Ну містить усі інші форми енергії електричні, кінетичні, хімічні та потенційні, що містяться в атомах даної речовини.

Цей тип енергії зазвичай представлений знаком АБО.

Внутрішні зміни енергії

внутрішня енергія системи частинок можуть змінюватися, незалежно від їх просторового положення або набутої форми (у випадку рідин та газів). Наприклад, при введенні тепла в замкнуту систему частинок додається теплова енергія, яка впливатиме на внутрішню енергію цілого.

Але тим не менше, внутрішня енергія - цефункція стану, тобто воно стосується не варіації, яка пов’язує два стани речовини, а початкового та кінцевого її стану. Ось чому розрахунок зміни внутрішньої енергії в даному циклі завжди буде нульовимоскільки початковий і кінцевий стан - це одне і те ж.

Склади для обчислення цієї варіації:

ΔU = U_B - АБО_ДО, де система перейшла від стану А до стану В.

ΔU = -W, у випадках, коли виконується кількість механічної роботи W, що призводить до розширення системи та зменшення її внутрішньої енергії.

ΔU = Q, у тих випадках, коли ми додаємо теплову енергію, яка збільшує внутрішню енергію.

ΔU = 0, у випадках циклічних змін внутрішньої енергії.

Всі ці випадки та інші можна узагальнити у рівнянні, яке описує Принцип збереження енергії в системі:

ΔU = Q + W

Приклади внутрішньої енергії

1. Батареї. В корпусі заряджених акумуляторів розміщується корисна внутрішня енергія завдяки хімічні реакції між кислотами та важкими металами всередині. Зазначена внутрішня енергія буде більшою, коли її електричне навантаження завершиться, і меншою, коли вона буде спожита, хоча у випадку з акумуляторними батареями ця енергія може бути знову збільшена шляхом введення електроенергії з розетки.
2. Стиснуті гази. Враховуючи, що гази, як правило, займають загальний об’єм ємності, в якій вони містяться, оскільки їх внутрішня енергія буде змінюватися, оскільки ця кількість простору буде більшою і збільшуватиметься, коли вона буде меншою. Таким чином, газ, диспергований у приміщенні, має менше внутрішньої енергії, ніж якщо стискати його в циліндрі, оскільки його частинки будуть змушені тісніше взаємодіяти.
3. Підвищити температуру речовини. Якщо ми підвищимо температуру, наприклад, грама води та грама міді, як при базовій температурі 0 ° C, ми помітимо, що, незважаючи на однакову кількість речовини, лід потребуватиме більшої кількості загальної енергії щоб досягти бажаної температури. Це пояснюється тим, що його питома теплоємність вища, тобто його частинки менш сприйнятливі до енергії, що вводиться, ніж енергія міді, додаючи тепло набагато повільніше до своєї внутрішньої енергії.
4. Збовтати рідину. Коли ми розчиняємо у воді цукор або сіль або просуваємо подібні суміші, ми зазвичай струшуємо рідину інструментом, щоб сприяти більшому розчиненню. Це пов’язано зі збільшенням внутрішньої енергії системи, що виробляється введенням такого обсягу роботи (Вт), який забезпечується нашою дією, що забезпечує більшу хімічну реакційну здатність між частинками.
5. Парводи. Після того, як вода закипить, ми помітимо, що пара має вищу внутрішню енергію, ніж рідина в ємності. Це тому, що, не дивлячись на те саме молекули (сполука не змінилася), щоб викликати фізичне перетворення, ми додали певну кількість калорійної енергії (Q) у воду, викликаючи сильніше збудження її частинок.

Інші види енергії