Παραδείγματα εσωτερικής ενέργειας

ο εσωτερική ενέργειαΣύμφωνα με την Πρώτη Αρχή της Θερμοδυναμικής, νοείται ότι συνδέεται με την τυχαία κίνηση σωματιδίων μέσα σε ένα σύστημα. Για παράδειγμα: μπαταρίες, ανακατέψτε ένα υγρό, υδρατμούς. Διαφέρει από την ταξινομημένη ενέργεια των μακροσκοπικών συστημάτων, που σχετίζονται με κινούμενα αντικείμενα, καθώς αναφέρεται στην ενέργεια που περιέχεται από αντικείμενα σε μικροσκοπική και μοριακή κλίμακα.

Α) Ναι, ένα αντικείμενο μπορεί να είναι σε πλήρη ανάπαυση και να μην έχει εμφανή ενέργεια (ούτε δυνητικός, κανενα απο τα δυο κινητική), και όμως να είσαι θορυβώδης μόρια σε κίνηση, κινώντας με υψηλές ταχύτητες ανά δευτερόλεπτο. Στην πραγματικότητα, αυτά τα μόρια προσελκύουν και απωθούν το ένα το άλλο ανάλογα με τις συνθήκες τους. χημικούς και μικροσκοπικούς παράγοντες, παρόλο που δεν υπάρχει κίνηση με γυμνό μάτι αισθητός.

Η εσωτερική ενέργεια θεωρείται α εκτεταμένο μέγεθος, δηλαδή, σχετίζεται με το ποσό των ύλη σε ένα δεδομένο σύστημα σωματιδίων. Γιατί περιλαμβάνει όλες τις άλλες μορφές ηλεκτρικής, κινητικής, χημικής και δυνητικής ενέργειας που περιέχονται στο

άτομα του α ουσία προσδιορίζεται.

Αυτός ο τύπος ενέργειας αντιπροσωπεύεται συνήθως από το σύμβολο U.

Εσωτερική ενεργειακή διακύμανση

Η εσωτερική ενέργεια του συστήματα σωματιδίων μπορεί να ποικίλει, ανεξάρτητα από τη χωρική θέση ή το επίκτητο σχήμα του (στην περίπτωση του υγρά Γ αέρια). Για παράδειγμα, κατά την είσοδο ζεστό Σε ένα κλειστό σύστημα σωματιδίων, προστίθεται θερμική ενέργεια που θα επηρεάσει την εσωτερική ενέργεια του συνόλου.

Ωστόσο, η εσωτερική ενέργεια είναισυνάρτηση κατάστασης, δηλαδή, δεν ανταποκρίνεται στην παραλλαγή που συνδέει δύο καταστάσεις της ύλης, αλλά στην αρχική και τελική κατάσταση αυτής. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο υπολογισμός της διακύμανσης της εσωτερικής ενέργειας σε έναν δεδομένο κύκλο θα είναι πάντα μηδενικός, καθώς οι αρχικές και τελικές καταστάσεις είναι ίδιες.

Οι διατυπώσεις για τον υπολογισμό αυτής της παραλλαγής είναι:

Όλες αυτές οι περιπτώσεις και άλλες μπορούν να συνοψιστούν σε μια εξίσωση που περιγράφει την αρχή της εξοικονόμησης ενέργειας στο σύστημα:

ΔU = Q + W

Παραδείγματα εσωτερικής ενέργειας

1. Μπαταρίες. Στο σώμα των φορτισμένων μπαταριών υπάρχει μια αξιοποιήσιμη εσωτερική ενέργεια, χάρη στο χημικές αντιδράσεις ανάμεσα σε οξέα και το μέταλλα βαριά μέσα. Η εν λόγω εσωτερική ενέργεια θα είναι μεγαλύτερη όταν το ηλεκτρικό φορτίο του είναι πλήρες και μικρότερο όταν έχει καταναλωθεί, αν και στο Στην περίπτωση επαναφορτιζόμενων μπαταριών, αυτή η ενέργεια μπορεί να αυξηθεί ξανά εισάγοντας ηλεκτρισμό από το ηλεκτρικές πρίζες.
2. Συμπιεσμένα αέρια. Λαμβάνοντας υπόψη ότι τα αέρια τείνουν να καταλαμβάνουν τον συνολικό όγκο του δοχείου στο οποίο περιέχονται, από αυτά Η εσωτερική ενέργεια θα ποικίλει καθώς αυτή η ποσότητα χώρου είναι μεγαλύτερη και θα αυξάνεται όταν είναι μικρότερη. Έτσι, ένα αέριο που διασκορπίζεται σε ένα δωμάτιο έχει λιγότερη εσωτερική ενέργεια από ό, τι εάν το συμπιέζουμε σε έναν κύλινδρο, καθώς τα σωματίδια του θα αναγκαστούν να αλληλεπιδρούν πιο στενά.
3. Αυξήστε τη θερμοκρασία της ύλης. Εάν αυξήσουμε τη θερμοκρασία, για παράδειγμα, ένα γραμμάριο νερού και ένα γραμμάριο χαλκού, και τα δύο σε θερμοκρασία βάσης 0 ° C, θα παρατηρήσουμε ότι Παρόλο που είναι η ίδια ποσότητα ύλης, ο πάγος θα απαιτήσει μεγαλύτερη ποσότητα συνολικής ενέργειας για να φτάσει στη θερμοκρασία επιθυμητό. Αυτό συμβαίνει επειδή η ειδική του θερμότητα είναι υψηλότερη, δηλαδή τα σωματίδια του είναι λιγότερο δεκτά στην ενέργεια που εισάγεται από εκείνη του χαλκού, προσθέτοντας θερμότητα πολύ πιο αργά στην εσωτερική του ενέργεια.
4. Ανακινήστε ένα υγρό. Όταν διαλύουμε τη ζάχαρη ή το αλάτι στο νερό, ή προωθούμε μίγματα Παρόμοια, συνήθως ανακινείται το υγρό με ένα όργανο για την προώθηση ενός μεγαλύτερου διάλυση. Αυτό οφείλεται στην αύξηση της εσωτερικής ενέργειας του συστήματος που παράγεται από την εισαγωγή αυτής της ποσότητας εργασία (W) που παρέχεται από τη δράση μας, η οποία επιτρέπει μεγαλύτερη χημική αντιδραστικότητα μεταξύ των σωματιδίων εμπλεγμένος.
5. Ατμόςαπό νερό. Μόλις βράσει το νερό, θα παρατηρήσουμε ότι ο ατμός έχει μεγαλύτερη εσωτερική ενέργεια από το υγρό νερό στο δοχείο. Αυτό συμβαίνει επειδή, παρά τα ίδια μόρια (η ένωση δεν έχει αλλάξει), προκαλεί μετασχηματισμό Φυσική έχουμε προσθέσει μια ορισμένη ποσότητα θερμιδικής ενέργειας (Q) στο νερό, προκαλώντας μεγαλύτερη ανάδευση του σωματίδια.

Άλλοι τύποι ενέργειας

Ακολουθήστε με: