Iekšējā enerģija

Saturs

• Iekšējā enerģijas variācija
• Iekšējās enerģijas piemēri
• Citi enerģijas veidi

The iekšējā enerģija, saskaņā ar termodinamikas pirmo principu tas tiek saprasts kā saistīts ar daļiņu nejaušu kustību sistēmā. Tas atšķiras no sakārtotās makroskopisko sistēmu enerģijas, kas saistīta ar kustīgiem objektiem, ar to, ka tā attiecas uz objektu enerģiju mikroskopiskā un molekulārā mērogā.

Tātad, Objekts var būt pilnīgi miera stāvoklī un tam trūkst šķietamās enerģijas (ne potenciālas, ne kinētiskas), tomēr tas var būt kustīgu molekulu perēklis., pārvietojoties lielā ātrumā sekundē. Patiesībā šīs molekulas pievilinās un atbaidīs viena otru atkarībā no to ķīmiskajiem apstākļiem un mikroskopiskajiem faktoriem, neskatoties uz to, ka ar neapbruņotu aci nav novērojamas kustības.

Iekšējā enerģija tiek uzskatīta par plašu daudzumu, tas ir, saistīta ar vielas daudzumu noteiktā daļiņu sistēmā. Nu labi ietver visus pārējos enerģijas veidus elektriskais, kinētiskais, ķīmiskais un potenciāls, ko satur noteiktas vielas atomi.

Šāda veida enerģiju parasti attēlo zīme VAI.

Iekšējā enerģijas variācija

The iekšējā enerģija daļiņu sistēmas var atšķirties neatkarīgi no to telpiskā stāvokļa vai iegūtās formas (šķidrumu un gāzu gadījumā). Piemēram, ievadot siltumu slēgtā daļiņu sistēmā, tiek pievienota siltumenerģija, kas ietekmēs veseluma iekšējo enerģiju.

Bet tomēr iekšējā enerģija ir astatusa funkcija, tas ir, tas attiecas nevis uz variāciju, kas savieno divus matērijas stāvokļus, bet gan ar tās sākotnējo un galīgo stāvokli. Tāpēc iekšējās enerģijas variācijas aprēķins noteiktā ciklā vienmēr būs nulletā kā sākotnējais stāvoklis un galīgais stāvoklis ir viens un tas pats.

Šīs variācijas aprēķināšanas formulējumi ir:

ΔU = U_B - VAI_TO, kur sistēma ir pārgājusi no stāvokļa A uz stāvokli B.

ΔU = -W gadījumos, kad tiek veikts mehānisks darba daudzums W, kā rezultātā sistēma paplašinās un samazinās tās iekšējā enerģija.

ΔU = Q, gadījumos, kad mēs pievienojam siltumenerģiju, kas palielina iekšējo enerģiju.

ΔU = 0, iekšējās enerģijas ciklisku izmaiņu gadījumos.

Visus šos gadījumus un citus var apkopot vienādojumā, kas apraksta enerģijas saglabāšanas principu sistēmā:

ΔU = Q + W

Iekšējās enerģijas piemēri

1. Baterijas. Pateicoties akumulatoram, uzlādēto akumulatoru ķermenī ir izmantojama iekšējā enerģija ķīmiskās reakcijas starp skābēm un smagajiem metāliem iekšpusē. Minētā iekšējā enerģija būs lielāka, kad tā elektriskā slodze būs pilnīga, un mazāka, kad tā būs patērēta, lai gan atkārtoti uzlādējamu bateriju gadījumā šo enerģiju var atkal palielināt, ievadot elektrību no kontaktligzdas.
2. Saspiestas gāzes. Ņemot vērā, ka gāzes mēdz aizņemt tvertnes, kurā tās atrodas, kopējo tilpumu, jo to iekšējā enerģija mainīsies, jo šis vietas daudzums būs lielāks un palielināsies, kad tas būs mazāks. Tādējādi telpā izkliedētai gāzei ir mazāka iekšējā enerģija nekā tad, ja mēs to saspiestu cilindrā, jo tās daļiņas būs spiestas ciešāk mijiedarboties.
3. Palieliniet vielas temperatūru. Ja bāzes temperatūrā 0 ° C paaugstināsim, piemēram, grama ūdens un grama vara, pamanīsim, ka, lai arī ledum ir vienāds vielas daudzums, ledum būs vajadzīgs lielāks kopējās enerģijas daudzums. lai sasniegtu vēlamo temperatūru. Tas ir tāpēc, ka tā īpatnējais siltums ir lielāks, tas ir, tā daļiņas mazāk uztver ievadīto enerģiju nekā vara, un siltumu tās iekšējai enerģijai pievieno daudz lēnāk.
4. Kratīt šķidrumu. Izšķīdinot cukuru vai sāli ūdenī vai veicinot līdzīgus maisījumus, šķidrumu parasti sakrata ar instrumentu, lai veicinātu lielāku izšķīšanu. Tas ir saistīts ar sistēmas iekšējās enerģijas palielināšanos, ko rada šāda darba daudzuma (W) ieviešana, ko nodrošina mūsu darbība, kas ļauj lielāku ķīmisko reaktivitāti starp iesaistītajām daļiņām.
5. Tvaiksno ūdens. Kad ūdens ir vārīts, mēs pamanīsim, ka tvaikiem ir lielāka iekšējā enerģija nekā šķidrajam ūdenim traukā. Tas ir tāpēc, ka, neskatoties uz to, ka tas pats molekulas (savienojums nav mainījies), lai izraisītu fizisko pārveidošanos, ūdenim esam pievienojuši noteiktu daudzumu kaloriju enerģijas (Q), izraisot lielāku tā daļiņu satraukumu.

Citi enerģijas veidi