انرژی درونی

محتوا

• تغییر انرژی داخلی
• نمونه هایی از انرژی درونی
• انواع دیگر انرژی

انرژی درونی، مطابق با اصل اول ترمودینامیک ، این امر به معنای ارتباط با حرکت تصادفی ذرات درون یک سیستم است. با انرژی مرتب شده سیستمهای ماکروسکوپی ، مرتبط با اجسام متحرک تفاوت دارد ، از آنجا که به انرژی موجود در اشیا on در مقیاس میکروسکوپی و مولکولی اشاره دارد.

بنابراین، یک جسم می تواند کاملا در حالت استراحت باشد و از انرژی ظاهری برخوردار نباشد (نه پتانسیل و نه جنبشی) و در عین حال با مولکول های متحرک سرگرم شود، با سرعت بالا در ثانیه حرکت می کند. در حقیقت ، این مولکول ها بسته به شرایط شیمیایی و عوامل میکروسکوپی ، یکدیگر را جذب و دفع می کنند ، با وجود این واقعیت که با چشم غیر مسلح حرکت قابل مشاهده ای وجود ندارد.

انرژی داخلی یک مقدار گسترده در نظر گرفته می شود ، یعنی مربوط به مقدار ماده در یک سیستم ذره معین است. خوب سایر اشکال انرژی را شامل می شود الکتریکی ، جنبشی ، شیمیایی و پتانسیل موجود در اتمهای یک ماده معین.

این نوع انرژی معمولاً با علامت نشان داده می شود یا.

تغییر انرژی داخلی

انرژی درونی سیستمهای ذره ای می توانند متفاوت باشند ، صرف نظر از موقعیت مکانی یا شکل اکتسابی آنها (در مورد مایعات و گازها). به عنوان مثال ، هنگام وارد کردن گرما به سیستم بسته شده ذرات ، انرژی گرمایی اضافه می شود که انرژی داخلی کل را تحت تأثیر قرار می دهد.

اما با این وجود، انرژی داخلی یک استعملکرد وضعیت، یعنی نه در تنوعی که دو حالت ماده را به هم متصل می کند بلکه در حالت اولیه و نهایی آن است. به همین دلیل است محاسبه تغییر انرژی داخلی در یک چرخه معین همیشه صفر خواهد بوداز آنجا که حالت اولیه و حالت نهایی یکسان است.

فرمول های محاسبه این تغییر عبارتند از:

ΔU = U_ب - یا_به، جایی که سیستم از حالت A به حالت B رسیده است.

ΔU = -W ، در مواردی که مقداری کار مکانیکی W انجام شده باشد ، که منجر به گسترش سیستم و کاهش انرژی داخلی آن می شود.

ΔU = Q ، در مواردی که ما انرژی گرما را اضافه می کنیم که انرژی داخلی را افزایش می دهد.

ΔU = 0 ، در موارد تغییرات چرخه ای در انرژی داخلی.

همه این موارد و موارد دیگر را می توان در معادله ای که اصل صرفه جویی انرژی در سیستم را توصیف می کند خلاصه کرد:

ΔU = Q + W

نمونه هایی از انرژی درونی

1. باتری ها. در بدنه باتری های شارژ شده ، به لطف وجود یک انرژی داخلی قابل استفاده در آن قرار گرفته است واکنشهای شیمیایی بین اسیدها و فلزات سنگین داخل این انرژی داخلی وقتی کامل شود که بار الکتریکی آن کامل شود و وقتی مصرف شود کمتر خواهد شد ، اگرچه در مورد باتری های قابل شارژ می توان با وارد کردن برق از پریز برق این انرژی را دوباره افزایش داد.
2. گازهای فشرده. با توجه به اینکه گازها حجم کل ظرفی را که در آن قرار دارد ، اشغال می کنند ، زیرا انرژی داخلی آنها با بیشتر شدن این مقدار فضا متفاوت خواهد بود و در صورت کم شدن بیشتر خواهد شد. بنابراین ، گازی که در یک اتاق پراکنده شده است انرژی داخلی کمتری نسبت به اینکه اگر آن را در یک استوانه فشرده کنیم ، دارد ، زیرا ذرات آن مجبور به تعامل نزدیکتر می شوند.
3. دمای ماده را افزایش دهید. اگر دمای مثلا یک گرم آب و یک گرم مس را افزایش دهیم ، هر دو در دمای پایه 0 درجه سانتیگراد ، متوجه خواهیم شد که یخ با وجود همان مقدار ماده ، به مقدار بیشتری انرژی کل نیاز دارد برای رسیدن به دمای مطلوب. دلیل آن این است که گرمای ویژه آن بیشتر است ، یعنی ذرات آن نسبت به مس پذیرای انرژی وارد شده کمتری هستند و گرما را خیلی کندتر به انرژی داخلی آن اضافه می کنند.
4. مایعی را تکان دهید. وقتی قند یا نمک را در آب حل می کنیم ، یا مخلوط های مشابهی را ترویج می دهیم ، معمولاً مایع را با وسیله ای تکان می دهیم تا انحلال بیشتری ایجاد شود. این به دلیل افزایش انرژی داخلی سیستم تولید شده توسط مقدمه آن مقدار کار (W) فراهم شده توسط عملکرد ما است که اجازه می دهد واکنش شیمیایی بیشتری بین ذرات درگیر ایجاد شود.
5. بخاراز آب. هنگامی که آب جوش آمد ، متوجه خواهیم شد که انرژی بخار انرژی داخلی بیشتری نسبت به آب مایع موجود در ظرف دارد. این به این دلیل است که با وجود یکسان بودن مولکول ها (ترکیب تغییر نکرده است) ، برای القا the تحول فیزیکی ، مقدار مشخصی انرژی کالری (Q) به آب اضافه کرده و تحریک ذرات آن را بیشتر می کنیم.

انواع دیگر انرژی