Внутренняя энергия

Содержание

• Изменение внутренней энергии
• Примеры внутренней энергии
• Другие виды энергии

В внутренняя энергияСогласно Первому принципу термодинамики, это понятие связано со случайным движением частиц внутри системы. Он отличается от упорядоченной энергии макроскопических систем, связанных с движущимися объектами, тем, что он относится к энергии, содержащейся в объектах в микроскопическом и молекулярном масштабе.

Так, Объект может полностью находиться в состоянии покоя и не иметь видимой энергии (ни потенциальной, ни кинетической), но при этом быть рассадником движущихся молекул., двигаясь с высокой скоростью в секунду. Фактически, эти молекулы будут притягивать и отталкивать друг друга в зависимости от их химических условий и микроскопических факторов, несмотря на то, что невооруженным глазом движение не наблюдается.

Внутренняя энергия считается большой величиной, то есть связанной с количеством вещества в данной системе частиц. Что ж включает все другие формы энергии электрические, кинетические, химические и потенциальные, содержащиеся в атомах данного вещества.

Этот вид энергии обычно обозначается знаком ИЛИ.

Изменение внутренней энергии

В внутренняя энергия Системы частиц могут различаться независимо от их пространственного положения или приобретенной формы (в случае жидкостей и газов). Например, при подаче тепла в замкнутую систему частиц добавляется тепловая энергия, которая влияет на внутреннюю энергию всего.

НО ТЕМ НЕМЕНЕЕ, внутренняя энергия - этофункция статуса, то есть он касается не вариации, которая связывает два состояния материи, а ее начального и конечного состояний. Поэтому расчет изменения внутренней энергии в данном цикле всегда будет нулевымтак как начальное состояние и конечное состояние - одно и то же.

Формулировки для расчета этого отклонения следующие:

ΔU = U_B - ИЛИ_К, где система перешла из состояния A в состояние B.

ΔU = -W, в случаях, когда выполняется определенная механическая работа W, которая приводит к расширению системы и уменьшению ее внутренней энергии.

ΔU = Q, в случаях, когда мы добавляем тепловую энергию, увеличивающую внутреннюю энергию.

ΔU = 0, в случаях циклических изменений внутренней энергии.

Все эти и другие случаи можно суммировать в уравнении, описывающем принцип сохранения энергии в системе:

ΔU = Q + W

Примеры внутренней энергии

1. Аккумуляторы. В корпусе заряженных аккумуляторов содержится полезная внутренняя энергия, благодаря химические реакции между кислотами и тяжелыми металлами внутри. Указанная внутренняя энергия будет больше, когда электрическая нагрузка будет полной, и меньше, когда она будет потреблена, хотя в случае перезаряжаемых батарей эту энергию можно снова увеличить, подавая электричество из розетки.
2. Сжатые газы. Принимая во внимание, что газы имеют тенденцию занимать весь объем контейнера, в котором они содержатся, поскольку их внутренняя энергия будет изменяться по мере увеличения этого объема и увеличиваться, когда оно меньше. Таким образом, газ, рассеянный в комнате, имеет меньше внутренней энергии, чем если бы мы сжимали его в цилиндре, поскольку его частицы будут вынуждены более тесно взаимодействовать.
3. Повышайте температуру вещества. Если мы увеличим температуру, например, грамма воды и грамма меди при базовой температуре 0 ° C, мы заметим, что, несмотря на то же количество вещества, для льда потребуется большее количество общей энергии. для достижения желаемой температуры. Это связано с тем, что его удельная теплоемкость выше, то есть его частицы менее восприимчивы к введенной энергии, чем частицы меди, и гораздо медленнее добавляют тепло к его внутренней энергии.
4. Встряхнуть жидкость. Когда мы растворяем сахар или соль в воде или продвигаем аналогичные смеси, мы обычно встряхиваем жидкость с помощью инструмента, чтобы ускорить растворение. Это происходит из-за увеличения внутренней энергии системы, создаваемой введением того количества работы (W), которое обеспечивается нашим действием, что обеспечивает большую химическую реактивность между участвующими частицами.
5. Парводы. Как только вода закипит, мы заметим, что пар имеет более высокую внутреннюю энергию, чем жидкая вода в емкости. Это потому, что, несмотря на то, что молекулы (состав не изменился), чтобы вызвать физическое преобразование, мы добавили в воду определенное количество калорийной энергии (Q), вызвав большее движение ее частиц.

Другие виды энергии