Ichki energiya

Tarkib

• Ichki energiya o'zgarishi
• Ichki energiyaga misollar
• Boshqa energiya turlari

The ichki energiya, Termodinamikaning birinchi printsipiga ko'ra, bu tizim ichidagi zarrachalarning tasodifiy harakati bilan bog'liq deb tushuniladi. U harakatlanuvchi ob'ektlar bilan bog'liq makroskopik tizimlarning tartiblangan energiyasidan farq qiladi, chunki u mikroskopik va molekulyar miqyosdagi ob'ektlar tarkibidagi energiyani anglatadi.

Shunday qilib, Ob'ekt butunlay tinch holatda bo'lishi mumkin va ko'rinadigan energiyaga ega emas (potentsial ham, kinetik ham emas) va shu bilan birga harakatlanuvchi molekulalarning uyasi bo'lishi mumkin, soniyada yuqori tezlikda harakatlanish. Aslida, bu molekulalar kimyoviy sharoitlariga va mikroskopik omillariga qarab bir-birini o'ziga jalb qiladi va qaytaradi, garchi ko'z bilan ko'rish mumkin bo'lgan harakat bo'lmasa ham.

Ichki energiya ekstensiv miqdor, ya'ni ma'lum zarralar tizimidagi moddalar miqdori bilan bog'liq deb hisoblanadi. Xo'sh boshqa barcha energiya turlarini o'z ichiga oladi ma'lum bir moddaning atomlarida mavjud bo'lgan elektr, kinetik, kimyoviy va potentsial.

Ushbu turdagi energiya odatda belgi bilan ifodalanadi Yoki.

Ichki energiya o'zgarishi

The ichki energiya zarracha tizimlari, ularning fazoviy joylashuvi yoki shakllanishidan qat'i nazar (suyuqlik va gazlar holatida) farq qilishi mumkin. Masalan, zarrachalarning yopiq tizimiga issiqlikni kiritishda, butunning ichki energiyasiga ta'sir qiladigan issiqlik energiyasi qo'shiladi.

Ammo shunga qaramay, ichki energiya aholat funktsiyasi, ya'ni u materiyaning ikki holatini bog'laydigan o'zgarishga emas, balki uning dastlabki va yakuniy holatiga bog'liq. Shuning uchun berilgan tsikldagi ichki energiyaning o'zgarishini hisoblash har doim nolga teng bo'ladichunki boshlang'ich holat va yakuniy holat bir xil.

Ushbu o'zgarishni hisoblash uchun formulalar quyidagilardir:

DU = U_B - Yoki_TO, bu erda tizim A holatidan B holatiga o'tdi.

DU = -W, tizimning kengayishiga va uning ichki energiyasining pasayishiga olib keladigan W mexanik ish miqdori bajarilgan hollarda.

DU = Q, biz ichki energiyani ko'paytiradigan issiqlik energiyasini qo'shadigan holatlarda.

DU = 0, ichki energiyaning tsiklik o'zgarishi holatlarida.

Bu holatlarning barchasi va boshqalarni tizimdagi energiyani tejash printsipini tavsiflovchi tenglamada umumlashtirish mumkin:

DU = Q + V

Ichki energiyaga misollar

1. Batareyalar. Zaryadlangan batareyalar korpusida ishlatilishi mumkin bo'lgan ichki energiya joylashtirilgan kimyoviy reaktsiyalar ichidagi kislotalar va og'ir metallar orasida. Ushbu ichki energiya uning elektr yuki tugagandan so'ng kattaroq bo'ladi va u sarflangandan kamroq bo'ladi, lekin qayta zaryadlanadigan batareyalar uchun bu quvvatni elektr manbaidan elektr energiyasini kiritish orqali yana oshirish mumkin.
2. Siqilgan gazlar. Gazlar tarkibidagi idishning umumiy hajmini egallashga moyilligini hisobga olsak, chunki ularning ichki energiyasi o'zgaradi, chunki bu bo'shliq miqdori kattaroq bo'ladi va u kamroq bo'lganda ko'payadi. Shunday qilib, xonada tarqalgan gaz, uni tsilindrda siqib chiqargandan ko'ra kamroq ichki energiyaga ega, chunki uning zarralari yanada yaqinroq ta'sir o'tkazishga majbur bo'ladi.
3. Moddaning haroratini oshiring. Agar haroratni, masalan, bir gramm suv va bir gramm misni har ikkalasini ham 0 ° C taglik haroratda oshirsak, shuni bilamizki, bir xil miqdordagi moddaga qaramay, muz ko'proq miqdordagi umumiy energiyani talab qiladi kerakli haroratga erishish uchun. Buning sababi shundaki, uning o'ziga xos issiqligi yuqori, ya'ni uning zarralari misga qaraganda kiritilgan energiyani kamroq qabul qiladi va issiqlikni ichki energiyasiga ancha sekin qo'shadi.
4. Suyuqlikni silkiting. Shakar yoki tuzni suvda eritib yuborganimizda yoki shunga o'xshash aralashmalarni targ'ib qilsak, odatda suyuqlikni ko'proq eritishga yordam beradigan asbob bilan silkitamiz. Bu bizning harakatlarimiz tomonidan taqdim etiladigan ish hajmining (Vt) kiritilishi natijasida hosil bo'lgan tizimning ichki energiyasining oshishi bilan bog'liq bo'lib, bu zarrachalar orasidagi kimyoviy reaktivlikni oshirishga imkon beradi.
5. Bug 'suv. Suv qaynatilgach, bug 'idishdagi suyuq suvga qaraganda ko'proq ichki energiyaga ega ekanligini sezamiz. Buning sababi, bir xil bo'lishiga qaramay molekulalar (birikma o'zgarmagan), fizik o'zgarishni boshlash uchun biz suvga ma'lum miqdordagi kaloriya energiyasini (Q) qo'shdik, bu uning zarralarini yanada qo'zg'atishga olib keldi.

Boshqa energiya turlari