Unutrašnja energija

Sadržaj

• Unutrašnje varijacije energije
• Primjeri unutrašnje energije
• Druge vrste energije

The unutrašnju energijuPrema Prvom principu termodinamike, to se shvaća kao povezano sa slučajnim kretanjem čestica unutar sistema. Razlikuje se od uređene energije makroskopskih sistema, povezane s pokretnim objektima, po tome što se odnosi na energiju koju sadrže objekti na mikroskopskoj i molekularnoj razini.

A) Da, objekt može potpuno mirovati i nedostajati mu prividne energije (ni potencijalne ni kinetičke), a opet biti zasićen pokretnim molekulima, krećući se velikom brzinom u sekundi. Zapravo, ti će se molekuli međusobno privlačiti i odbijati ovisno o kemijskim uvjetima i mikroskopskim faktorima, iako nema vidljivog kretanja golim okom.

Unutrašnja energija se smatra velikom količinom, odnosno povezana je sa količinom materije u datom sistemu čestica. Onda obuhvata sve ostale oblike energije električni, kinetički, kemijski i potencijal sadržani u atomima određene tvari.

Ova vrsta energije obično je predstavljena znakom ILI.

Unutrašnje varijacije energije

The unutrašnju energiju sistemi čestica mogu varirati, bez obzira na njihov prostorni položaj ili stečeni oblik (u slučaju tekućina i plinova). Na primjer, pri uvođenju topline u zatvoreni sistem čestica dodaje se toplinska energija koja će utjecati na unutrašnju energiju cjeline.

Ipak, unutrašnja energija je astatusna funkcija, to jest, ne vodi računa o varijaciji koja povezuje dva stanja materije, već o njegovom početnom i konačnom stanju. To je razlog zašto proračun varijacije unutrašnje energije u datom ciklusu uvijek će biti nulajer su početno stanje i završno stanje jedno te isto.

Formulacije za izračunavanje ove varijacije su:

ΔU = U_B - ILI_TO, gdje je sistem prešao iz stanja A u stanje B.

ΔU = -W, u slučajevima kada se vrši količina mehaničkog rada W, što dovodi do širenja sistema i smanjenja njegove unutrašnje energije.

ΔU = Q, u slučajevima kada dodajemo toplinsku energiju koja povećava unutrašnju energiju.

ΔU = 0, u slučajevima cikličnih promjena unutrašnje energije.

Svi ovi i drugi slučajevi mogu se sažeti u jednadžbu koja opisuje princip očuvanja energije u sistemu:

ΔU = Q + W

Primjeri unutrašnje energije

1. Baterije. Telo napunjenih baterija sadrži upotrebljivu unutrašnju energiju, zahvaljujući hemijske reakcije između kiselina i teških metala unutra. Navedena unutarnja energija bit će veća kada je njegovo električno opterećenje potpuno, a manje kada se potroši, iako se u slučaju punjivih baterija ta energija može ponovno povećati uvođenjem električne energije iz utičnice.
2. Komprimovani gasovi. S obzirom na to da plinovi obično zauzimaju ukupnu zapreminu spremnika u kojem se nalaze, jer će se njihova unutarnja energija mijenjati kako je ta količina prostora veća i povećavat će se kada bude manja. Dakle, plin raspršen u prostoriji ima manju unutarnju energiju nego ako ga komprimiramo u cilindru, jer će njegove čestice biti prisiljene na bližu interakciju.
3. Povećajte temperaturu materije. Ako povećamo temperaturu, na primjer, grama vode i grama bakra, oboje na baznoj temperaturi od 0 ° C, primijetit ćemo da će, unatoč istoj količini tvari, ledu biti potrebna veća količina ukupne energije za postizanje željene temperature. To je zato što je njegova specifična toplina veća, odnosno, njegove čestice su manje osjetljive na unesenu energiju od one bakra, dodajući toplinu mnogo sporije svojoj unutrašnjoj energiji.
4. Protresite tečnost. Kad otopimo šećer ili sol u vodi ili promoviramo slične smjese, obično protresemo tekućinu instrumentom za povećanje otapanja. To je posljedica povećanja unutrašnje energije sistema nastale uvođenjem one količine rada (W) koju osiguravamo našim djelovanjem, što omogućava veću kemijsku reaktivnost između uključenih čestica.
5. Steamvode. Kad voda prokuha, primijetit ćemo da para ima veću unutrašnju energiju od tekuće vode u posudi. To je zato što, uprkos tome što je isti molekula (spoj se nije promijenio), kako bismo izazvali fizičku transformaciju, vodi smo dodali određenu količinu kalorijske energije (Q), izazivajući veće miješanje njenih čestica.

Druge vrste energije