Vidinė energija

Turinys

• Vidinė energijos kaita
• Vidinės energijos pavyzdžiai
• Kitos energijos rūšys

vidinė energija, remiantis pirmuoju termodinamikos principu, jis suprantamas kaip susijęs su atsitiktiniu dalelių judėjimu sistemoje. Nuo užsakytos makroskopinių sistemų energijos, susijusios su judančiais objektais, ji skiriasi tuo, kad nurodo objektų energiją mikroskopinėje ir molekulinėje skalėje.

Taigi, Objektas gali būti visiškai ramybės būsenoje ir neturėti regimosios energijos (nei potencialios, nei kinetinės), tačiau būti judančių molekulių židiniu., juda dideliu greičiu per sekundę. Tiesą sakant, šios molekulės traukia ir atstumia vienas kitą, priklausomai nuo jų cheminių sąlygų ir mikroskopinių veiksnių, nors plika akimi nėra pastebimo judėjimo.

Vidinė energija laikoma dideliu kiekiu, tai yra, susijusi su medžiagos kiekiu tam tikroje dalelių sistemoje. Na apima visas kitas energijos formas elektriniai, kinetiniai, cheminiai ir potencialai, esantys tam tikros medžiagos atomuose.

Šio tipo energiją paprastai žymi ženklas ARBA.

Vidinė energijos kaita

vidinė energija dalelių sistemos gali skirtis, neatsižvelgiant į jų erdvinę padėtį ar įgytą formą (skysčių ir dujų atveju). Pavyzdžiui, įvedant šilumą į uždarą dalelių sistemą, pridedama šiluminė energija, kuri paveiks vidinę visumos energiją.

Tačiau, vidinė energija yra abūsenos funkcija, tai yra, jis susijęs ne su variacija, jungiančia dvi materijos būsenas, bet su jos pradine ir galutine būsena. Štai kodėl vidinės energijos kitimo tam tikrame cikle apskaičiavimas visada bus lygus nuliuikadangi pradinė būsena ir galutinė būsena yra viena ir ta pati.

Šios variacijos apskaičiavimo formuluotės yra šios:

ΔU = U_B - ARBA_Į, kai sistema perėjo iš būsenos A į būseną B.

ΔU = -W, tais atvejais, kai atliekamas mechaninio darbo W kiekis, dėl kurio sistema išsiplečia ir sumažėja jos vidinė energija.

ΔU = Q, tais atvejais, kai pridedame šilumos energiją, kuri padidina vidinę energiją.

ΔU = 0, esant cikliniams vidinės energijos pokyčiams.

Visus šiuos ir kitus atvejus galima apibendrinti lygtyje, apibūdinančioje energijos taupymo sistemoje principą:

ΔU = Q + W

Vidinės energijos pavyzdžiai

1. Baterijos. Įkrautų akumuliatorių korpusas talpina naudingą vidinę energiją cheminės reakcijos tarp rūgščių ir sunkiųjų metalų viduje. Minėta vidinė energija bus didesnė, kai bus visiškai apkrauta elektros energija, ir mažesnė, kai bus sunaudota, nors įkraunamų baterijų atveju šią energiją galima vėl padidinti, įvedant elektrą iš lizdo.
2. Suslėgtos dujos. Atsižvelgiant į tai, kad dujos paprastai užima bendrą indo, kuriame jos yra, tūrį, nes jų vidinė energija skirsis, nes šis erdvės kiekis yra didesnis ir didės, kai jos bus mažiau. Taigi kambaryje išsisklaidžiusios dujos turi mažiau vidinės energijos nei tada, jei suspaustume jas cilindre, nes jos dalelės bus priverstos glaudžiau sąveikauti.
3. Padidinkite materijos temperatūrą. Jei padidinsime, pavyzdžiui, gramo vandens ir gramo vario temperatūrą, kai bazinė temperatūra yra 0 ° C, pastebėsime, kad nepaisant to, kad medžiagos kiekis yra vienodas, ledui reikės didesnio bendros energijos kiekio. kad pasiektų norimą temperatūrą. Taip yra todėl, kad jo savitoji šiluma yra didesnė, tai yra, jos dalelės mažiau imli įvestą energiją nei vario, todėl šilumą į savo vidinę energiją įneša daug lėčiau.
4. Sukratykite skystį. Tirpindami cukrų ar druską vandenyje arba skatindami panašius mišinius, skystį paprastai purtome instrumentu, kad paskatintume didesnį tirpimą. Taip yra dėl to, kad padidėjo sistemos vidinė energija, sukurta įvedant tokį mūsų darbo kiekį (W), kuris leidžia didesnį cheminį reaktyvumą tarp dalyvaujančių dalelių.
5. Garaivandens. Užvirus vandeniui, pastebėsime, kad garai turi didesnę vidinę energiją nei skystas vanduo inde. Taip yra todėl, kad, nepaisant to, kad tas pats molekulės (junginys nepasikeitė), norėdami sukelti fizinę transformaciją, į vandenį įpylėme tam tikrą kiekį kalorijų energijos (Q), sukeldami didesnį jo dalelių maišymą.

Kitos energijos rūšys