Унутраная энергія

Задаволены

• Унутраныя змены энергіі
• Прыклады ўнутранай энергіі
• Іншыя віды энергіі

унутраная энергіязгодна з Першым прынцыпам тэрмадынамікі, ён разумеецца як звязаны са выпадковым рухам часціц у сістэме. Ён адрозніваецца ад упарадкаванай энергіі макраскапічных сістэм, звязаных з рухомымі аб'ектамі, тым, што адносіцца да энергіі, якая ўтрымліваецца аб'ектамі ў мікраскапічным і малекулярным маштабах.

Такім чынам, аб'ект можа цалкам знаходзіцца ў стане спакою і адчуваць недахоп бачнай энергіі (ні патэнцыяльнай, ні кінетычнай), і пры гэтым не даставаць рухаюцца малекулам, якія рухаюцца з высокай хуткасцю ў секунду. На самай справе, гэтыя малекулы будуць прыцягваць і адштурхоўваць адзін аднаго ў залежнасці ад іх хімічных умоў і мікраскапічных фактараў, нават нягледзячы на ​​тое, што не назіраецца няўзброеным вокам.

Унутраная энергія лічыцца вялікай колькасцю, гэта значыць звязанай з колькасцю рэчыва ў дадзенай сістэме часціц. Добра уключае ў сябе ўсе іншыя формы энергіі электрычныя, кінетычныя, хімічныя і патэнцыяльныя, якія ўтрымліваюцца ў атамах дадзенага рэчыва.

Гэты тып энергіі звычайна прадстаўлены знакам АБО.

Унутраныя змены энергіі

унутраная энергія сістэм часціц можа мяняцца незалежна ад іх прасторавага становішча альбо набытай формы (у выпадку вадкасцей і газаў). Напрыклад, пры ўвядзенні цяпла ў замкнёную сістэму часціц дадаецца цеплавая энергія, якая будзе ўплываць на ўнутраную энергію цэлага.

Але тым не менш, унутраная энергія - гэтафункцыя стану, гэта значыць, ён звяртае ўвагу не на змену, якая злучае два стану рэчыва, а на пачатковы і канчатковы яго стану. Вось чаму разлік змены ўнутранай энергіі ў дадзеным цыкле заўсёды будзе роўны нулюпаколькі зыходны і канчатковы стан - адно і тое ж.

Рэцэптуры для разліку гэтай варыяцыі:

ΔU = U_Б - АБО_ДА, дзе сістэма перайшла ад стану А да стану В.

ΔU = -W, у выпадках, калі выконваецца колькасць механічнай працы W, што прыводзіць да пашырэння сістэмы і памяншэння яе ўнутранай энергіі.

ΔU = Q, у тых выпадках, калі мы дадаем цеплавую энергію, якая павялічвае ўнутраную энергію.

ΔU = 0, у выпадках цыклічных змен унутранай энергіі.

Усе гэтыя і іншыя выпадкі можна абагульніць ва ўраўненні, якое апісвае Прынцып захавання энергіі ў сістэме:

ΔU = Q + W

Прыклады ўнутранай энергіі

1. Батарэі. У корпусе зараджаных батарэек, дзякуючы хімічныя рэакцыі паміж кіслотамі і цяжкімі металамі ўнутры. Унутраная энергія будзе большай, калі электрычная нагрузка будзе поўнай, і меншай, калі яна будзе спажыта, хаця ў выпадку акумулятарных батарэй гэтая энергія можа быць павялічана зноў, уводзячы электрычнасць з разеткі.
2. Сціснутыя газы. Улічваючы, што газы, як правіла, займаюць агульны аб'ём ёмістасці, у якой яны знаходзяцца, бо іх унутраная энергія будзе змяняцца, паколькі гэты аб'ём прасторы будзе большым і будзе павялічвацца, калі яго будзе менш. Такім чынам, газ, рассеяны ў пакоі, валодае меншай унутранай энергіяй, чым калі сціскаць яго ў цыліндры, бо яго часціцы будуць вымушаныя больш цесна ўзаемадзейнічаць.
3. Павышэнне тэмпературы рэчыва. Калі мы павялічым тэмпературу, напрыклад, граму вады і грама медзі пры абодвух базавых тэмпературах 0 ° C, мы заўважым, што, нягледзячы на ​​аднолькавую колькасць рэчыва, лёд запатрабуе большай колькасці агульнай энергіі каб дасягнуць патрэбнай тэмпературы. Гэта тлумачыцца тым, што яго ўдзельная цеплавая энергія вышэй, гэта значыць, яго часціцы менш успрымаюць энергію, якую ўносяць, чым медзь, дадаючы цяпло значна больш павольна да сваёй унутранай энергіі.
4. Падтрасіце вадкасць. Калі мы раствараем цукар ці соль у вадзе альбо прасоўваем падобныя сумесі, мы звычайна падтрасаем вадкасць інструментам, каб спрыяць большаму растварэнню. Гэта звязана з павелічэннем унутранай энергіі сістэмы, якая ўтвараецца пры ўвядзенні такога аб'ёму працы (Вт), які забяспечваецца нашым дзеяннем, што дазваляе павялічыць хімічную рэактыўнасць паміж уцягнутымі часціцамі.
5. Паравады. Пасля таго, як вада закіпіць, мы заўважым, што пара валодае большай унутранай энергіяй, чым вадкая вада ў ёмістасці. Гэта таму, што, нягледзячы на ​​тое ж малекулы (злучэнне не змянілася), каб выклікаць фізічную трансфармацыю, мы дадалі ў ваду пэўную колькасць калорый (Q), выклікаючы большае ўзбуджэнне яе часціц.

Іншыя віды энергіі