ตัวอย่างพลังงานภายใน

กำลังภายในตามหลักการเบื้องต้นของอุณหพลศาสตร์ เป็นที่เข้าใจกันว่าเชื่อมโยงกับการเคลื่อนที่แบบสุ่มของอนุภาคภายในระบบ ตัวอย่างเช่น: แบตเตอรี่ กวนของเหลว ไอน้ำ. มันแตกต่างจากพลังงานที่ได้รับคำสั่งของระบบมหภาคที่เกี่ยวข้องกับวัตถุเคลื่อนที่โดยหมายถึงพลังงานที่บรรจุโดยวัตถุในระดับจุลภาคและระดับโมเลกุล

ก) ใช่ วัตถุ อาจจะพักผ่อนเต็มที่และขาดพลังงานที่ชัดเจน (หรือ ศักยภาพ, ไม่ จลนศาสตร์) และยังเต็มไปด้วย โมเลกุล เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงต่อวินาที อันที่จริง โมเลกุลเหล่านี้จะดึงดูดและผลักกันขึ้นอยู่กับสภาวะของพวกมัน ปัจจัยทางเคมีและจุลทรรศน์ ทั้งๆ ที่ตาเปล่าไม่มีการเคลื่อนไหว สังเกตได้

พลังงานภายในถือเป็น a ขนาดกว้างขวางนั่นคือเกี่ยวข้องกับปริมาณของ related เรื่อง ในระบบอนุภาคที่กำหนด เพราะมันประกอบด้วยรูปแบบอื่น ๆ ของพลังงานไฟฟ้า จลนศาสตร์ เคมี และพลังงานศักย์ที่มีอยู่ใน อะตอม ของ สาร กำหนด

พลังงานประเภทนี้มักจะแสดงด้วยเครื่องหมาย U

การเปลี่ยนแปลงพลังงานภายใน

พลังงานภายในของ ระบบอนุภาค อาจแตกต่างกันไปโดยไม่คำนึงถึงตำแหน่งเชิงพื้นที่หรือรูปร่างที่ได้รับ (ในกรณีของ ของเหลว Y ก๊าซ). ตัวอย่างเช่น เมื่อเข้าสู่

ร้อน สำหรับระบบปิดของอนุภาค พลังงานความร้อนจะถูกเพิ่มเข้าไปซึ่งจะส่งผลต่อพลังงานภายในทั้งหมด

อย่างไรก็ตาม พลังงานภายในคือฟังก์ชั่นสถานะกล่าวคือ มันไม่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงที่เชื่อมโยงสถานะของสสารสองสถานะ แต่กับสถานะเริ่มต้นและขั้นสุดท้ายของสสาร นั่นคือเหตุผลที่การคำนวณความแปรผันของพลังงานภายในในรอบที่กำหนดจะเป็นศูนย์เสมอ เนื่องจากสถานะเริ่มต้นและสถานะสุดท้ายเป็นสถานะเดียวกัน

สูตรในการคำนวณรูปแบบนี้คือ:

กรณีเหล่านี้ทั้งหมดและอื่นๆ สามารถสรุปได้ในสมการที่อธิบายหลักการอนุรักษ์พลังงานในระบบ:

ΔU = Q + W

ตัวอย่างพลังงานภายใน internal

1. แบตเตอรี่. ในร่างกายของแบตเตอรี่ที่ชาร์จแล้วจะมีพลังงานภายในที่ใช้งานได้ซึ่งต้องขอบคุณ ปฏิกริยาเคมี ระหว่าง กรด และ โลหะ หนักอยู่ข้างใน พลังงานภายในดังกล่าวจะมากขึ้นเมื่อประจุไฟฟ้าเต็มและน้อยลงเมื่อหมดประจุ แม้ว่าใน ในกรณีของแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ พลังงานนี้สามารถเพิ่มขึ้นได้อีกโดยการนำไฟฟ้าจาก เต้ารับไฟฟ้า
2. ก๊าซอัด. พิจารณาว่าก๊าซมีแนวโน้มที่จะครอบครองปริมาตรรวมของภาชนะบรรจุที่บรรจุอยู่ เนื่องจาก since พลังงานภายในจะแตกต่างกันไปตามปริมาณพื้นที่นี้มากขึ้นและจะเพิ่มขึ้นเมื่อมีพื้นที่น้อยลง ดังนั้น ก๊าซที่กระจายตัวในห้องจึงมีพลังงานภายในน้อยกว่าถ้าเราบีบอัดมันในกระบอกสูบ เนื่องจากอนุภาคของมันจะถูกบังคับให้มีปฏิสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดมากขึ้น
3. เพิ่มอุณหภูมิของสสาร. หากเราเพิ่มอุณหภูมิของน้ำหนึ่งกรัมและทองแดงหนึ่งกรัมทั้งสองที่อุณหภูมิฐาน 0 ° C เราจะสังเกตเห็นว่า แม้ว่าน้ำแข็งจะมีปริมาณเท่ากัน แต่น้ำแข็งจะต้องการพลังงานทั้งหมดมากกว่าเพื่อให้ได้อุณหภูมิ ที่ต้องการ เนื่องจากความร้อนจำเพาะสูงกว่า กล่าวคือ อนุภาคของมันจะรับพลังงานน้อยกว่าทองแดง ทำให้ความร้อนเพิ่มขึ้นช้ากว่าพลังงานภายในมาก
4. เขย่าของเหลว. เมื่อเราละลายน้ำตาลหรือเกลือในน้ำหรือเราส่งเสริม ส่วนผสม คล้ายกันเรามักจะเขย่าของเหลวด้วยเครื่องมือเพื่อส่งเสริมให้มากขึ้น การละลาย. ทั้งนี้เนื่องมาจากการเพิ่มขึ้นของพลังงานภายในของระบบที่ผลิตขึ้นโดยการนำปริมาณนั้นมาใช้ งาน (W) โดยการกระทำของเรา ซึ่งช่วยให้เกิดปฏิกิริยาเคมีระหว่างอนุภาคมากขึ้น ที่เกี่ยวข้อง
5. อบไอน้ำของน้ำ. เมื่อน้ำเดือดแล้วเราจะสังเกตได้ว่าไอน้ำมีพลังงานภายในสูงกว่าน้ำที่เป็นของเหลวในภาชนะ ทั้งนี้เพราะถึงแม้จะเป็นโมเลกุลเดียวกัน (สารประกอบไม่เปลี่ยนแปลง) ก็ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงได้ to ฟิสิกส์ เราได้เพิ่มพลังงานแคลอรี่ (Q) จำนวนหนึ่งลงในน้ำ ทำให้เกิดความปั่นป่วนมากขึ้น อนุภาค

พลังงานประเภทอื่นๆ

ตามด้วย: