Esimerkkejä sisäisestä energiasta

sisäinen energiaTermodynamiikan ensimmäisen periaatteen mukaan sen ymmärretään liittyvän hiukkasten satunnaiseen liikkumiseen järjestelmässä. Esimerkiksi: sekoita nestettä, vesihöyryä. Se eroaa liikkuviin kohteisiin liittyvän makroskooppisten järjestelmien järjestetystä energiasta siinä, että se viittaa esineiden sisältämään energiaan mikroskooppisella ja molekyylitasolla.

A) Kyllä, esine voi olla täydellisessä levossa ja ilman näennäistä energiaa (eikä potentiaalia, ei kumpikaan kinetiikka), ja silti vihainen molekyylejä liikkeessä, liikkuu suurella nopeudella sekunnissa. Itse asiassa nämä molekyylit houkuttelevat ja karkottavat toisiaan olosuhteista riippuen. kemialliset ja mikroskooppiset tekijät, vaikka paljaalla silmällä ei ole liikettä havaittavissa.

Sisäistä energiaa pidetään a laajamittainen, toisin sanoen suhteessa asia tietyssä hiukkasjärjestelmässä. Sillä se käsittää kaikki muut sähköisen, kineettisen, kemiallisen ja potentiaalisen energian muodot atomeja a aine määritetty.

Tämän tyyppistä energiaa edustaa yleensä merkki U.

Sisäinen energian vaihtelu

Sisäinen energia hiukkasjärjestelmät voi vaihdella sen sijainnista tai hankitusta muodosta riippumatta ( nesteitä Y kaasut). Esimerkiksi syötettäessä kuuma Suljettuun hiukkasjärjestelmään lisätään lämpöenergiaa, joka vaikuttaa kokonaisuuden sisäiseen energiaan.

Sisäinen energia on kuitenkin atilatoiminto, toisin sanoen, se ei koske vaihtelua, joka yhdistää kaksi aineen tilaa, vaan sen alkuperäiseen ja lopulliseen tilaan. Siksi sisäisen energian vaihtelun laskeminen tietyssä syklissä on aina nolla, koska alku- ja lopputilat ovat yksi ja sama.

Formulaatiot tämän vaihtelun laskemiseksi ovat:

Kaikki nämä ja muut tapaukset voidaan tiivistää yhtälöön, joka kuvaa järjestelmän energiansäästöperiaatetta:

ΔU = Q + W

Esimerkkejä sisäisestä energiasta

1. Paristot. Ladattujen akkujen rungossa on käytettävissä oleva sisäinen energia kemialliset reaktiot välissä happoja ja metallit raskas sisällä. Mainittu sisäinen energia on suurempi, kun sen sähkövaraus on täydellinen, ja vähemmän, kun se on kulutettu, vaikka se onkin sisällä Ladattavien paristojen kohdalla tätä energiaa voidaan lisätä uudelleen ottamalla käyttöön sähköä pistorasiat.
2. Puristetut kaasut. Ottaen huomioon, että kaasut yleensä vievät säiliön kokonaistilavuuden, koska ne ovat Sisäinen energia vaihtelee, kun tämä tilamäärä on suurempi, ja kasvaa, kun sitä on vähemmän. Siten huoneessa dispergoidulla kaasulla on vähemmän sisäistä energiaa kuin jos puristamme sen sylinteriin, koska sen hiukkaset pakotetaan vuorovaikutukseen läheisemmin.
3. Lisää aineen lämpötilaa. Jos nostamme esimerkiksi yhden gramman veden ja yhden gramman kuparia molempien lämpötiloissa 0 ° C: n peruslämpötilassa, huomaamme, että huolimatta samasta aineen määrästä, jää tarvitsee suuremman määrän kokonaisenergiaa lämpötilan saavuttamiseksi haluttu. Tämä johtuu siitä, että sen ominaislämpö on korkeampi, toisin sanoen sen hiukkaset ovat vähemmän vastaanottavaisia ​​syötetylle energialle kuin kupari, mikä lisää lämpöä paljon hitaammin sisäiseen energiaan.
4. Ravista neste. Kun liuotamme sokeria tai suolaa veteen tai edistämme seokset Samankaltaista, ravistamme yleensä nestettä instrumentilla, joka edistää suurempaa liukeneminen. Tämä johtuu järjestelmän sisäisen energian lisääntymisestä, joka tuotetaan kyseisen määrän lisäämällä työmme (W), jonka toiminta antaa, mikä mahdollistaa suuremman kemiallisen reaktiivisuuden hiukkasten välillä mukana.
5. Höyryvedestä. Kun vesi on kiehunut, huomaamme, että höyryllä on suurempi sisäinen energia kuin säiliön nestemäisellä vedellä. Tämä johtuu siitä, että huolimatta siitä, että ne ovat samoja molekyylejä (yhdiste ei ole muuttunut), indusoida transformaatio fysiikan suhteen olemme lisänneet veteen tietyn määrän kalorienergiaa (Q) aiheuttaen sen suuremman sekoituksen hiukkasia.

Muun tyyppinen energia

Seuraa: