Przykłady energii wewnętrznej

energia wewnętrznaZgodnie z Pierwszą Zasadą Termodynamiki rozumie się ją jako związaną z przypadkowym ruchem cząstek w układzie. Na przykład: baterie, zamieszaj płyn, parę wodną. Różni się od uporządkowanej energii układów makroskopowych, związanych z poruszającymi się obiektami, tym, że odnosi się do energii zawartej w obiektach w skali mikroskopowej i molekularnej.

A) Tak, obiekt może być w całkowitym spoczynku i nie mieć widocznej energii (ani potencjał, ani kinetyka), a mimo to krzyczeć z molekuły w ruchu, poruszając się z dużą prędkością na sekundę. W rzeczywistości te cząsteczki będą się przyciągać i odpychać w zależności od warunków. czynniki chemiczne i mikroskopowe, nawet jeśli gołym okiem nie ma ruchu zauważalny.

Energia wewnętrzna jest uważana za rozległa wielkość, czyli w odniesieniu do kwoty materia w danym układzie cząstek. Obejmuje ona bowiem wszystkie inne formy energii elektrycznej, kinetycznej, chemicznej i potencjalnej zawarte w atomy z substancja ustalona.

Ten rodzaj energii jest zwykle reprezentowany przez znak U.

Wewnętrzna zmienność energii

Energia wewnętrzna systemy cząstek może się różnić, niezależnie od jego położenia przestrzennego lub nabytego kształtu (w przypadku płyny Tak gazy). Na przykład podczas wchodzenia gorąco Do zamkniętego układu cząstek dodaje się energię cieplną, która wpłynie na energię wewnętrzną całości.

Jednak energia wewnętrzna jestfunkcja statusu, to znaczy, nie dotyczy wariacji, która łączy dwa stany materii, ale jej początkowego i końcowego stanu. Dlatego obliczenie zmienności energii wewnętrznej w danym cyklu będzie zawsze wynosić zero, ponieważ stan początkowy i końcowy są jednym i tym samym.

Formuły do ​​obliczenia tej zmienności to:

Wszystkie te i inne przypadki można podsumować równaniem opisującym zasadę zachowania energii w systemie:

ΔU = Q + W

Przykłady energii wewnętrznej

1. Baterie. W korpusie naładowanych akumulatorów przechowywana jest użyteczna energia wewnętrzna, dzięki reakcje chemiczne pomiędzy kwasy i metale ciężki w środku. Wspomniana energia wewnętrzna będzie większa, gdy jej ładunek elektryczny będzie kompletny i mniejsza, gdy zostanie zużyta, chociaż w W przypadku akumulatorów, energię tę można ponownie zwiększyć, wprowadzając prąd z gniazdka elektryczne.
2. Gazy sprężone. Biorąc pod uwagę, że gazy mają tendencję do zajmowania całkowitej objętości pojemnika, w którym są zawarte, ponieważ ich Energia wewnętrzna będzie się zmieniać, gdy ta ilość miejsca jest większa, i wzrośnie, gdy będzie jej mniej. Tak więc gaz rozproszony w pomieszczeniu ma mniejszą energię wewnętrzną, niż gdybyśmy go skompresowali w cylindrze, ponieważ jego cząsteczki będą zmuszone do bliższej interakcji.
3. Zwiększ temperaturę materii. Jeśli zwiększymy temperaturę np. jednego grama wody i jednego grama miedzi, obydwa przy temperaturze bazowej 0 ° C, zauważymy, że pomimo tego, że ma taką samą ilość materii, lód będzie wymagał większej ilości całkowitej energii, aby osiągnąć temperaturę pożądany. Dzieje się tak, ponieważ jej ciepło właściwe jest wyższe, to znaczy, że jej cząstki są mniej podatne na wprowadzoną energię niż cząstki miedzi, dodając ciepło znacznie wolniej do swojej energii wewnętrznej.
4. Wstrząsnąć płynem. Kiedy rozpuszczamy cukier lub sól w wodzie lub promujemy mieszanki podobnie, zwykle potrząsamy płynem za pomocą instrumentu, aby promować większy rozpuszczenie. Wynika to ze wzrostu energii wewnętrznej układu wytwarzanej przez wprowadzenie tej ilości praca (W) zapewniona przez nasze działanie, która pozwala na większą reaktywność chemiczną między cząsteczkami zaangażowany.
5. ParowyZ wody. Po zagotowaniu wody zauważymy, że para ma wyższą energię wewnętrzną niż płynna woda w pojemniku. Dzieje się tak dlatego, że pomimo tego, że są tymi samymi cząsteczkami (związek się nie zmienił), indukują transformację fizyki dodaliśmy pewną ilość energii kalorycznej (Q) do wody, powodując większe jej poruszenie cząstki.

Inne rodzaje energii

Postępuj zgodnie z: