Notranja energija

Vsebina

• Notranje nihanje energije
• Primeri notranje energije
• Druge vrste energije

The notranja energijapo prvem principu termodinamike se razume kot tisti, povezan z naključnim gibanjem delcev znotraj sistema. Od urejene energije makroskopskih sistemov, povezanih s premikajočimi se predmeti, se razlikuje po tem, da se nanaša na energijo, ki jo predmeti vsebujejo v mikroskopskem in molekularnem merilu.

Torej, Predmet je lahko popolnoma v mirovanju in mu primanjkuje navidezne energije (niti potencialne niti kinetične), hkrati pa je leglo gibljivih molekul, ki se premika z visoko hitrostjo na sekundo. Pravzaprav se bodo te molekule medsebojno privlačile in odganjale, odvisno od kemijskih razmer in mikroskopskih dejavnikov, kljub temu da s prostim očesom ni opaznega gibanja.

Notranja energija velja za obsežno količino, to je povezano s količino snovi v določenem sistemu delcev. No vsebuje vse druge oblike energije električne, kinetične, kemične in potencialne, ki jih vsebujejo atomi dane snovi.

To vrsto energije običajno predstavlja znak ALI.

Notranje nihanje energije

The notranja energija sistemov delcev se lahko razlikujejo, ne glede na njihov prostorski položaj ali pridobljeno obliko (v primeru tekočin in plinov). Na primer, pri vnosu toplote v zaprti sistem delcev se doda toplotna energija, ki bo vplivala na notranjo energijo celote.

Toda kljub temu notranja energija je afunkcijo stanja, to pomeni, da ne upošteva variacije, ki povezuje dve snovi, temveč začetno in končno stanje snovi. Zato izračun variacije notranje energije v danem ciklu bo vedno enak ničsaj sta začetno in končno stanje eno in isto.

Formulacije za izračun te spremembe so:

ΔU = U_B - ALI_TO, kjer je sistem prešel iz stanja A v stanje B.

ΔU = -W, kadar je opravljeno neko mehansko delo W, kar povzroči razširitev sistema in zmanjšanje njegove notranje energije.

ΔU = Q, v primerih, ko dodamo toplotno energijo, ki poveča notranjo energijo.

ΔU = 0, v primeru cikličnih sprememb notranje energije.

Vse te in druge primere lahko povzamemo v enačbo, ki opisuje Načelo ohranjanja energije v sistemu:

ΔU = Q + W

Primeri notranje energije

1. Baterije. V telesu napolnjenih baterij je nameščena uporabna notranja energija kemijske reakcije med kislinami in težkimi kovinami znotraj. Omenjena notranja energija bo večja, ko bo njena električna obremenitev dokončana, in manjša, ko bo porabljena, čeprav lahko v primeru akumulatorskih baterij to energijo znova povečamo z vnosom električne energije iz vtičnice.
2. Stisnjeni plini. Glede na to, da plini običajno zasedajo celotno prostornino posode, v kateri so, ker se njihova notranja energija spreminja, ko je ta prostor večji in se povečuje, ko je manj. Tako ima plin, razpršen v sobi, manj notranje energije, kot če ga stisnemo v valj, saj bodo njegovi delci prisiljeni v tesnejše medsebojno delovanje.
3. Povečajte temperaturo snovi. Če zvišamo na primer gram vode in gram bakra, tako pri osnovni temperaturi 0 ° C, bomo opazili, da bo led kljub enaki količini snovi zahteval večjo količino celotne energije da dosežete želeno temperaturo. To je zato, ker je njegova specifična toplota višja, to pomeni, da so delci manj dovzetni za vneseno energijo kot baker, ki toploti veliko počasneje dodaja svojo notranjo energijo.
4. Stresite tekočino. Ko sladkor ali sol raztopimo v vodi ali promoviramo podobne mešanice, običajno stresamo tekočino z instrumentom, da pospešimo večje raztapljanje. To je posledica povečanja notranje energije sistema, ki nastane z uvedbo tiste količine dela (W), ki ga zagotavlja naše delovanje, kar omogoča večjo kemijsko reaktivnost med vpletenimi delci.
5. Steamod vode. Ko voda zavre, bomo opazili, da ima para višjo notranjo energijo kot tekoča voda v posodi. To je zato, ker kljub temu, da smo enaki molekul (spojina se ni spremenila), da bi povzročili fizično preobrazbo, smo vodi dodali določeno količino kalorične energije (Q), kar povzroči večje vznemirjenje njenih delcev.

Druge vrste energije