Ներքին էներգիա

Բովանդակություն

• Ներքին էներգիայի փոփոխություն
• Ներքին էներգիայի օրինակներ
• Էներգիայի այլ տեսակներ

Ի ներքին էներգիա, ըստ odyերմոդինամիկայի առաջին սկզբունքի, այն հասկացվում է որպես այն, ինչը կապված է համակարգի ներսում մասնիկների պատահական շարժման հետ: Շարժվող օբյեկտների հետ կապված մակրոսկոպիկ համակարգերի պատվիրված էներգիայից այն տարբերվում է նրանով, որ վերաբերում է մանրադիտակային և մոլեկուլային մասշտաբով օբյեկտների պարունակած էներգիան:

Այսպիսով, առարկան կարող է ամբողջովին հանգստանալ և զուրկ լինել ակնհայտ էներգիայից (ոչ պոտենցիալ, ոչ կինետիկ), բայց այնուհանդերձ խռովել շարժվող մոլեկուլների հետ, վայրկյանում շարժվելով բարձր արագությամբ: Փաստորեն, այս մոլեկուլները միմյանց գրավելու և վանելու են կախված իրենց քիմիական պայմաններից և մանրադիտակային գործոններից, չնայած անզեն աչքով նկատելի շարժում չկա:

Ներքին էներգիան համարվում է ընդարձակ մեծություն, այսինքն ՝ կապված տվյալ մասնիկների համակարգում նյութի քանակի հետ: Լավ ներառում է էներգիայի բոլոր մյուս ձևերը տվյալ նյութի ատոմներում պարունակվող էլեկտրական, կինետիկ, քիմիական և ներուժ:

Էներգիայի այս տեսակը սովորաբար ներկայացվում է նշանով ԿԱՄ.

Ներքին էներգիայի փոփոխություն

Ի ներքին էներգիա մասնիկների համակարգերը կարող են տարբեր լինել ՝ անկախ դրանց տարածական դիրքից կամ ձեռք բերված ձևից (հեղուկների և գազերի դեպքում): Օրինակ ՝ մասնիկների փակ համակարգին ջերմություն ներմուծելիս ավելացվում է ջերմային էներգիա, որը կազդի ամբողջի ներքին էներգիայի վրա:

Բայց, այնուամենայնիվ, ներքին էներգիան ակարգավիճակի գործառույթ, այսինքն ՝ այն մասնակցում է ոչ թե նյութի երկու վիճակները միացնող տատանումներին, այլ դրա նախնական և վերջնական վիճակին: Ահա թե ինչու Տրված ցիկլում ներքին էներգիայի փոփոխության հաշվարկը միշտ կլինի զրոքանի որ նախնական վիճակը և վերջնական վիճակը նույնն են:

Այս փոփոխությունը հաշվարկելու համար ձևակերպումներն են.

ΔU = U_Բ - ԿԱՄ_Դեպի, որտեղ համակարգը A նահանգից անցել է B պետություն:

ΔU = -W, այն դեպքերում, երբ կատարվում է W քանակի մեխանիկական աշխատանք, ինչը հանգեցնում է համակարգի ընդլայնմանը և դրա ներքին էներգիայի նվազմանը:

ΔU = Q, այն դեպքերում, երբ մենք ավելացնում ենք ջերմային էներգիա, որը մեծացնում է ներքին էներգիան:

ΔU = 0, ներքին էներգիայի ցիկլային փոփոխությունների դեպքերում:

Այս բոլոր դեպքերը և մյուսները կարելի է ամփոփել մի հավասարման մեջ, որը նկարագրում է համակարգում էներգիայի պահպանման սկզբունքը.

ΔU = Q + W

Ներքին էներգիայի օրինակներ

1. Մարտկոցներ, Լիցքավորված մարտկոցների մարմնում տեղադրվում է օգտագործելի ներքին էներգիան ՝ շնորհիվ քիմիական ռեակցիաներ ներսում գտնվող թթուների և ծանր մետաղների միջև: Նշված ներքին էներգիան ավելի մեծ կլինի, երբ դրա էլեկտրական բեռնվածքն ավարտված է և ավելի քիչ, երբ այն սպառվի, չնայած վերալիցքավորվող մարտկոցների դեպքում այդ էներգիան կարելի է նորից ավելացնել ՝ ելքից էլեկտրականություն ներմուծելով:
2. Սեղմված գազեր, Հաշվի առնելով, որ գազերը ձգտում են գրավել տարայի ընդհանուր ծավալը, որի մեջ պարունակվում են, քանի որ դրանց ներքին էներգիան կտատանվի, քանի որ տարածքի այս քանակն ավելի մեծ կլինի և կավելանա, երբ ավելի քիչ կլինի: Այսպիսով, սենյակում ցրված գազն ունի ավելի քիչ ներքին էներգիա, քան եթե այն սեղմենք գլանով, քանի որ դրա մասնիկները ստիպված կլինեն ավելի սերտ փոխազդել:
3. Բարձրացրեք նյութի ջերմաստիճանը: Եթե ​​մենք բարձրացնենք, օրինակ, մեկ գրամ ջրի և մեկ գրամ պղնձի ջերմաստիճանը, երկուսն էլ 0 ° C բազային ջերմաստիճանում, մենք կնկատենք, որ չնայած նույն քանակի նյութ լինելուն, սառույցը կպահանջի ավելի մեծ քանակությամբ ընդհանուր էներգիա: ցանկալի ջերմաստիճանին հասնելու համար: Դա պայմանավորված է նրանով, որ դրա տեսակարար ջերմությունն ավելի բարձր է, այսինքն ՝ դրա մասնիկներն ավելի քիչ ընկալունակ են ներմուծվող էներգիայի նկատմամբ, քան պղինձը ՝ շատ ավելի դանդաղ ավելացնելով ջերմությունը ներքին էներգիայի վրա:
4. Թափահարել հեղուկը, Երբ մենք ջրի մեջ լուծում ենք շաքար կամ աղ, կամ նպաստում ենք նման խառնուրդների, մենք սովորաբար հեղուկը ցնցում ենք գործիքով ՝ ավելի մեծ լուծարում առաջացնելու համար: Դա պայմանավորված է համակարգի ներքին էներգիայի ավելացմամբ, որն արտադրվում է մեր գործողությամբ ապահովված այդ քանակի աշխատանքի (Վտ) ներդրմամբ, ինչը թույլ է տալիս ավելի մեծ քիմիական ռեակտիվություն ներգրավված մասնիկների միջև:
5. Գոլորշիջրի, Theուրը եռացնելուց հետո մենք կնկատենք, որ գոլորշին ավելի մեծ ներքին էներգիա ունի, քան տարայի հեղուկ ջուրը: Դա այն պատճառով է, որ չնայած նույնը լինելուն մոլեկուլները (միացումը չի փոխվել), որպեսզի ֆիզիկական վերափոխում առաջացնի, մենք ջրի մեջ ավելացրել ենք որոշակի քանակությամբ կալորիական էներգիա (Q) ՝ հարուցելով դրա մասնիկների ավելի մեծ գրգռում:

Էներգիայի այլ տեսակներ