Beispiele für innere Energie

Das innere EnergieNach dem ersten Prinzip der Thermodynamik versteht man darunter die zufällige Bewegung von Teilchen innerhalb eines Systems. Beispielsweise: Batterien, rühren Sie eine Flüssigkeit, Wasserdampf. Sie unterscheidet sich von der geordneten Energie makroskopischer Systeme, die mit bewegten Objekten verbunden ist, darin, dass sie sich auf die Energie bezieht, die von Objekten auf mikroskopischer und molekularer Ebene enthalten ist.

A) Ja, ein Objekt kann in völliger Ruhe sein und es mangelt an scheinbarer Energie (noch Potenzial, weder Kinetik), und doch im Rausch sein mit Moleküle in Bewegung und bewegt sich mit hoher Geschwindigkeit pro Sekunde. Tatsächlich ziehen sich diese Moleküle je nach ihren Bedingungen an und stoßen sich gegenseitig ab. chemische und mikroskopische Faktoren, obwohl mit bloßem Auge keine Bewegung erkennbar ist beobachtbar.

Innere Energie gilt als a umfangreiche Größe, das heißt bezogen auf die Menge von the Angelegenheit in einem bestimmten Partikelsystem. Denn es umfasst alle anderen Formen elektrischer, kinetischer, chemischer und potentieller Energie, die in der

Atome von a Substanz entschlossen.

Diese Energieart wird normalerweise durch das Zeichen U dargestellt.

Variation der inneren Energie

Die innere Energie des Partikelsysteme kann unabhängig von seiner räumlichen Lage oder erworbenen Form variieren (bei Flüssigkeiten Ja Gase). Zum Beispiel bei der Eingabe heiß Zu einem geschlossenen Teilchensystem wird thermische Energie hinzugefügt, die die innere Energie des Ganzen beeinflusst.

Die innere Energie ist jedoch aStatusfunktion, das heißt, es geht nicht um die Variation, die zwei Aggregatzustände verbindet, sondern um deren Anfangs- und Endzustand. Deshalb ist die Berechnung der Variation der inneren Energie in einem gegebenen Zyklus immer Null, da Anfangs- und Endzustand ein und derselbe sind.

Die Formeln zur Berechnung dieser Variation sind:

All diese und andere Fälle können in einer Gleichung zusammengefasst werden, die das Prinzip der Energieerhaltung im System beschreibt:

U = Q + W

Beispiele für innere Energie

1. Batterien. Im Körper der geladenen Batterien ist eine nutzbare innere Energie untergebracht, dank der chemische Reaktionen zwischen den Säuren und der Metalle innen schwer. Diese innere Energie wird größer sein, wenn ihre elektrische Ladung vollständig ist, und geringer, wenn sie verbraucht ist, obwohl in Bei wiederaufladbaren Batterien kann diese Energie durch Einspeisung von Strom aus dem Steckdosen.
2. Komprimierte Gase. Bedenkt man, dass Gase dazu neigen, das Gesamtvolumen des Behälters einzunehmen, in dem sie enthalten sind, da ihre Die innere Energie ändert sich, wenn dieser Raum größer ist, und nimmt zu, wenn er kleiner ist. So hat ein in einem Raum verteiltes Gas weniger innere Energie, als wenn wir es in einem Zylinder komprimieren, da seine Partikel gezwungen werden, enger zu interagieren.
3. Erhöhen Sie die Temperatur der Materie. Wenn wir die Temperatur von beispielsweise einem Gramm Wasser und einem Gramm Kupfer erhöhen, beides bei einer Basistemperatur von 0 °C, werden wir das bemerken Obwohl Eis die gleiche Menge an Materie hat, benötigt es eine größere Menge an Gesamtenergie, um die Temperatur zu erreichen gewünscht. Dies liegt daran, dass seine spezifische Wärme höher ist, dh seine Partikel sind für die eingebrachte Energie weniger empfänglich als die von Kupfer und fügen seiner inneren Energie viel langsamer Wärme hinzu.
4. Schütteln Sie eine Flüssigkeit. Wenn wir Zucker oder Salz in Wasser auflösen oder wir fördern Mischungen ähnlich, wir schütteln die Flüssigkeit normalerweise mit einem Instrument, um eine größere Auflösung. Dies ist auf die Zunahme der inneren Energie des Systems zurückzuführen, die durch die Einführung dieser Menge an. erzeugt wird Arbeit (W) durch unsere Aktion, die eine größere chemische Reaktivität zwischen den Partikeln ermöglicht beteiligt.
5. Dampfaus Wasser. Sobald das Wasser gekocht ist, werden wir feststellen, dass der Dampf eine höhere innere Energie hat als das flüssige Wasser im Behälter. Dies liegt daran, dass, obwohl es sich um die gleichen Moleküle handelt (die Verbindung hat sich nicht verändert), eine Transformation induziert wird Physik haben wir dem Wasser eine gewisse Menge an kalorischer Energie (Q) zugesetzt, was zu einer größeren Bewegung des Wassers führt Partikel.

Andere Energiearten

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