Εσωτερική ενέργεια γράμματος αερίου. Εσωτερική ενέργεια. δουλειά και ζεστασιά. Θερμοδυναμική και στατιστική μηχανική

Η Θερμοδυναμική ως κλάδος διαμορφώθηκε στα μέσα του 19ου αιώνα. Αυτό συνέβη μετά την ανακάλυψη του νόμου της διατήρησης της ενέργειας. Υπάρχει μια σαφής σχέση μεταξύ της θερμοδυναμικής και της μοριακής κινητικής. Ποια είναι η θέση της εσωτερικής ενέργειας στη θεωρία; Ας το εξετάσουμε στο άρθρο.

Στατιστική μηχανική και θερμοδυναμική

Η αρχική επιστημονική θεωρία των θερμικών διεργασιών δεν ήταν μοριακή-κινητική. Το πρώτο ήταν η θερμοδυναμική. Δημιουργήθηκε στη διαδικασία μελέτης των βέλτιστων συνθηκών για τη χρήση της θερμότητας για την εκτέλεση εργασιών. Αυτό συνέβη στα μέσα του 19ου αιώνα, πριν γίνει αποδεκτή η μοριακή κινητική. Σήμερα, τόσο η θερμοδυναμική όσο και η μοριακή-κινητική θεωρία χρησιμοποιούνται στην τεχνολογία και την επιστήμη. Το τελευταίο στη θεωρητική φυσική ονομάζεται στατιστική μηχανική. Αυτή, μαζί με τη θερμοδυναμική, εξερευνά χρησιμοποιώντας διάφορες μεθόδουςτα ίδια φαινόμενα. Αυτές οι δύο θεωρίες αλληλοσυμπληρώνονται. Η βάση της θερμοδυναμικής αποτελείται από τους δύο νόμους της. Και οι δύο αφορούν τη συμπεριφορά της ενέργειας και καθιερώνονται εμπειρικά. Αυτοί οι νόμοι ισχύουν για οποιαδήποτε ουσία, ανεξαρτήτως εσωτερική δομή. Η στατιστική μηχανική θεωρείται ως μια βαθύτερη και πιο ακριβής επιστήμη. Σε σύγκριση με τη θερμοδυναμική, είναι πιο περίπλοκη. Χρησιμοποιείται όταν οι θερμοδυναμικές σχέσεις είναι ανεπαρκείς για να εξηγήσουν τα υπό μελέτη φαινόμενα.

Μοριακή Κινητική Θεωρία

Στα μέσα του 19ου αιώνα, αποδείχθηκε ότι, μαζί με τη μηχανική ενέργεια, υπάρχει και μια εσωτερική ενέργεια των μακροσκοπικών σωμάτων. Περιλαμβάνεται στο ισοζύγιο ενεργειακών φυσικών μετασχηματισμών. Αφού ανακαλύφθηκε η εσωτερική ενέργεια, διατυπώθηκε η θέση για τη διατήρηση και τον μετασχηματισμό της. Ενώ ένα ξωτικό που γλιστράει στον πάγο σταματά υπό την επίδραση της τριβής, η κινητική (μηχανική) ενέργειά του όχι μόνο παύει να υπάρχει, αλλά μεταφέρεται στα μόρια του ξωτικού και του πάγου. Κατά την κίνηση, η τραχύτητα των επιφανειών των σωμάτων που υπόκεινται σε τριβή παραμορφώνεται. Ταυτόχρονα, αυξάνεται η ένταση των τυχαία κινούμενων μορίων. Όταν και τα δύο σώματα θερμαίνονται, η εσωτερική ενέργεια αυξάνεται. Είναι επίσης εύκολο να παρατηρήσετε την αντίστροφη μετάβαση. Όταν το νερό θερμαίνεται σε έναν κλειστό δοκιμαστικό σωλήνα, η εσωτερική ενέργεια (τόσο αυτού όσο και του προκύπτοντος ατμού) αρχίζει να αυξάνεται. Η πίεση θα αυξηθεί, προκαλώντας την αναγκαστική έξοδο του βύσματος. Εσωτερική ενέργειαο ατμός θα προκαλέσει αύξηση της κινητικής ενέργειας. Στη διαδικασία διαστολής, ο ατμός λειτουργεί. Ταυτόχρονα, η εσωτερική του ενέργεια μειώνεται. Ως αποτέλεσμα, ο ατμός ψύχεται.

Εσωτερική ενέργεια. γενικές πληροφορίες

Με την τυχαία κίνηση όλων των μορίων, το άθροισμα των κινητικών τους ενεργειών, καθώς και των δυνητικών ενεργειών των αλληλεπιδράσεών τους, είναι η εσωτερική ενέργεια. Δεδομένης της θέσης των μορίων μεταξύ τους και της κίνησής τους, είναι σχεδόν αδύνατο να υπολογιστεί αυτό το άθροισμα. Αυτό οφείλεται τεράστιο ποσόστοιχεία σε μακροσκοπικά σώματα. Από αυτή την άποψη, είναι απαραίτητο να μπορούμε να υπολογίσουμε την τιμή σύμφωνα με τις μακροσκοπικές παραμέτρους που μπορούν να μετρηθούν.

Μονατομικό αέριο

Η ουσία θεωρείται αρκετά απλή στις ιδιότητές της, αφού αποτελείται από μεμονωμένα άτομα και όχι από μόρια. Τα μονοατομικά αέρια περιλαμβάνουν αργό, ήλιο και νέον. Η δυναμική ενέργεια σε αυτή την περίπτωση είναι ίση με μηδέν. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα μόρια σε ένα ιδανικό αέριο δεν αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Η κινητική ενέργεια της τυχαίας μοριακής κίνησης είναι ο καθοριστικός παράγοντας για την εσωτερική (U). Για να υπολογίσουμε το U ενός μονατομικού αερίου μάζας m, πρέπει να πολλαπλασιάσουμε κινητική ενέργεια(μέσος όρος) 1ο άτομο ανά συνολικό αριθμό όλων των ατόμων. Θα πρέπει όμως να ληφθεί υπόψη ότι kNA=R. Με βάση τα δεδομένα που έχουμε, παίρνουμε τον ακόλουθο τύπο: U= 2/3 x m/M x RT,όπου η εσωτερική ενέργεια είναι ευθέως ανάλογη με την απόλυτη θερμοκρασία. Όλες οι αλλαγές στο U καθορίζονται μόνο από το T (θερμοκρασία) που μετράται στην αρχική και τελική κατάσταση του αερίου και δεν σχετίζονται άμεσα με τον όγκο. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι αλληλεπιδράσεις της δυναμικής του ενέργειας είναι ίσες με 0 και δεν εξαρτώνται καθόλου από άλλες παραμέτρους του συστήματος μακροσκοπικών αντικειμένων. Παρουσία πιο πολύπλοκων μορίων, ένα ιδανικό αέριο θα έχει επίσης μια εσωτερική ενέργεια άμεσα ανάλογη με την απόλυτη θερμοκρασία. Αλλά, πρέπει να πω, σε αυτήν την περίπτωση, μεταξύ U και T, ο συντελεστής αναλογικότητας θα αλλάξει. Εξάλλου, τα πολύπλοκα μόρια εκτελούν όχι μόνο μεταφορικές κινήσεις, αλλά και περιστροφικές. Η εσωτερική ενέργεια είναι ίση με το άθροισμα αυτών των κινήσεων των μορίων.

Από τι εξαρτάτε;

Η εσωτερική ενέργεια επηρεάζεται από μία από τις μακροσκοπικές παραμέτρους. Αυτή είναι η θερμοκρασία. Για πραγματικά αέρια, υγρά και στερεά, η δυναμική ενέργεια (μέσος όρος) κατά την αλληλεπίδραση των μορίων δεν είναι ίση με μηδέν. Αν και, αν σκεφτούμε ακριβέστερα, για τα αέρια είναι πολύ μικρότερο από το κινητικό (μέσος όρος). Ταυτόχρονα, για στερεά και υγρά σώματα, είναι συγκρίσιμο με αυτό. Όμως η μέση U εξαρτάται από το V της ουσίας, γιατί κατά την περίοδο της μεταβολής της αλλάζει και η μέση απόσταση που υπάρχει μεταξύ των μορίων. Από αυτό προκύπτει ότι στη θερμοδυναμική, η εσωτερική ενέργεια εξαρτάται όχι μόνο από τη θερμοκρασία T, αλλά και από το V (όγκος). Η αξία τους καθορίζει μοναδικά την κατάσταση των σωμάτων, και ως εκ τούτου το U.

Παγκόσμιος Ωκεανός

Είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς τι απίστευτα μεγάλα αποθέματα ενέργειας περιέχουν οι ωκεανοί. Σκεφτείτε ποια είναι η εσωτερική ενέργεια του νερού. Να σημειωθεί ότι είναι και θερμικό, γιατί σχηματίστηκε ως αποτέλεσμα υπερθέρμανσης του υγρού τμήματος της επιφάνειας του ωκεανού. Έτσι, έχοντας μια διαφορά, για παράδειγμα, 20 μοιρών σε σχέση με το νερό του βυθού, αποκτά μια τιμή περίπου 10 ^ 26 J. Κατά τη μέτρηση των ρευμάτων στον ωκεανό, η κινητική του ενέργεια υπολογίζεται σε περίπου 10 ^ 18 J.

Παγκόσμια προβλήματα

Υπάρχουν παγκόσμια προβλήματα που μπορούν να τεθούν σε παγκόσμιο επίπεδο. Αυτά περιλαμβάνουν:

Εξάντληση των αποθεμάτων ορυκτών καυσίμων (κυρίως πετρελαίου και φυσικού αερίου).

Σημαντική περιβαλλοντική ρύπανση που σχετίζεται με τη χρήση αυτών των ορυκτών.

Θερμική «ρύπανση», συν αύξηση της συγκέντρωσης του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα, που απειλεί τις παγκόσμιες κλιματικές διαταραχές.

Η χρήση αποθεμάτων ουρανίου, που οδηγεί στην εμφάνιση ραδιενεργών αποβλήτων, τα οποία έχουν πολύ αρνητικό αντίκτυπο στη ζωή όλων των ζωντανών όντων.

Χρήση θερμοπυρηνικής ενέργειας.

συμπέρασμα

Όλη αυτή η αβεβαιότητα για τις συνέπειες που σίγουρα θα έρθουν αν δεν σταματήσουμε να καταναλώνουμε την ενέργεια που εξάγεται με τέτοιους τρόπους, αναγκάζει τους επιστήμονες και τους μηχανικούς να αφιερώσουν σχεδόν όλη τους την προσοχή στην επίλυση αυτού του προβλήματος. Το κύριο καθήκον τους είναι να βρουν τη βέλτιστη πηγή ενέργειας.Είναι επίσης σημαντικό να εμπλέκονται διάφορες φυσικές διεργασίες. Μεταξύ αυτών, τα πιο ενδιαφέροντα είναι: ο ήλιος, ή μάλλον η ηλιακή θερμότητα, ο άνεμος και η ενέργεια στους ωκεανούς.

Σε πολλές χώρες, οι θάλασσες και οι ωκεανοί θεωρούνται από καιρό ως πηγή ενέργειας και οι προοπτικές τους γίνονται όλο και πιο ελπιδοφόρες. Ο ωκεανός είναι γεμάτος με πολλά μυστικά, η εσωτερική του ενέργεια είναι μια απύθμενη πηγή πιθανοτήτων. Το πόσοι τρόποι μας παρέχει την εξόρυξη ενέργειας (όπως τα ωκεάνια ρεύματα, η παλιρροιακή ενέργεια, η θερμική ενέργεια και άλλοι) μας κάνουν ήδη να σκεφτούμε το μεγαλείο του.

Σύμφωνα με το ΜΚΤ, όλες οι ουσίες αποτελούνται από σωματίδια που βρίσκονται σε συνεχή θερμική κίνηση και αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Επομένως, ακόμα κι αν το σώμα είναι ακίνητο και έχει μηδενική δυναμική ενέργεια, έχει ενέργεια (εσωτερική ενέργεια), που είναι η συνολική ενέργεια κίνησης και αλληλεπίδρασης των μικροσωματιδίων που αποτελούν το σώμα. Η σύνθεση της εσωτερικής ενέργειας περιλαμβάνει:

κινητική ενέργεια μεταφορικής, περιστροφικής και δονητικής κίνησης μορίων.
δυναμική ενέργεια αλληλεπίδρασης ατόμων και μορίων.
ενδοατομική και ενδοπυρηνική ενέργεια.

Στη θερμοδυναμική, οι διεργασίες θεωρούνται σε θερμοκρασίες στις οποίες η ταλαντωτική κίνηση των ατόμων στα μόρια δεν διεγείρεται, δηλ. σε θερμοκρασίες που δεν υπερβαίνουν τους 1000 Κ. Μόνο οι δύο πρώτες συνιστώσες της εσωτερικής ενέργειας αλλάζουν σε αυτές τις διεργασίες. Επομένως, κάτω από εσωτερική ενέργειαστη θερμοδυναμική, κατανοούν το άθροισμα της κινητικής ενέργειας όλων των μορίων και των ατόμων ενός σώματος και τη δυναμική ενέργεια της αλληλεπίδρασής τους.

Η εσωτερική ενέργεια ενός σώματος καθορίζει τη θερμική του κατάσταση και αλλάζει κατά τη μετάβαση από τη μια κατάσταση στην άλλη. Σε μια δεδομένη κατάσταση, το σώμα έχει μια καλά καθορισμένη εσωτερική ενέργεια, ανεξάρτητη από τη διαδικασία ως αποτέλεσμα της οποίας πέρασε σε αυτήν την κατάσταση. Ως εκ τούτου, η εσωτερική ενέργεια ονομάζεται πολύ συχνά λειτουργία της κατάστασης του σώματος.

Η εσωτερική ενέργεια είναι μια ποσότητα που χαρακτηρίζει τη θερμοδυναμική κατάσταση ενός σώματος. Κάθε σώμα αποτελείται από σωματίδια που κινούνται συνεχώς και αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Η εσωτερική ενέργεια ενός σώματος είναι το άθροισμα της κινητικής ενέργειας της κίνησης των σωματιδίων της ύλης και της δυναμικής ενέργειας της αλληλεπίδρασής τους.

H Ο βαθμός ελευθερίας είναι ο αριθμός των ανεξάρτητων μεταβλητών που καθορίζουν τη θέση του σώματος στο χώρο και συμβολίζεται Εγώ .

Όπως φαίνεται, η θέση ενός υλικού σημείου (μονατομικό μόριο) δίνεται από τρεις συντεταγμένες, Να γιατί έχει τρεις βαθμούς ελευθερίας : Εγώ = 3

Η εσωτερική ενέργεια εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Αν αλλάξει η θερμοκρασία, τότε αλλάζει και η εσωτερική ενέργεια.

Αλλαγή στην εσωτερική ενέργεια

Για λύσεις πρακτικά ζητήματασημαντικό ρόλο δεν παίζει η ίδια η εσωτερική ενέργεια, αλλά η αλλαγή της ΔU = U2 - U1. Η μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας υπολογίζεται με βάση τους νόμους διατήρησης της ενέργειας.
Η εσωτερική ενέργεια ενός σώματος μπορεί να αλλάξει με δύο τρόπους:

1. Κατά την κατασκευή μηχανική εργασία.

α) Εάν μια εξωτερική δύναμη προκαλεί παραμόρφωση του σώματος, τότε αλλάζουν οι αποστάσεις μεταξύ των σωματιδίων από τα οποία αποτελείται, και κατά συνέπεια αλλάζει η δυναμική ενέργεια της αλληλεπίδρασης των σωματιδίων. Με ανελαστικές παραμορφώσεις, επιπλέον, αλλάζει η θερμοκρασία του σώματος, δηλ. η κινητική ενέργεια της θερμικής κίνησης των σωματιδίων αλλάζει. Όταν όμως το σώμα παραμορφώνεται, γίνεται δουλειά, η οποία είναι ένα μέτρο της αλλαγής της εσωτερικής ενέργειας του σώματος.

β) Η εσωτερική ενέργεια ενός σώματος μεταβάλλεται και κατά την ανελαστική σύγκρουσή του με άλλο σώμα. Όπως είδαμε νωρίτερα, κατά την ανελαστική σύγκρουση των σωμάτων, η κινητική τους ενέργεια μειώνεται, μετατρέπεται σε εσωτερική ενέργεια (για παράδειγμα, εάν χτυπήσετε ένα σύρμα που βρίσκεται σε έναν αμόνι πολλές φορές με ένα σφυρί, το σύρμα θα θερμανθεί). Το μέτρο της μεταβολής της κινητικής ενέργειας ενός σώματος είναι, σύμφωνα με το θεώρημα της κινητικής ενέργειας, το έργο των ενεργών δυνάμεων. Αυτό το έργο μπορεί επίσης να χρησιμεύσει ως μέτρο των αλλαγών στην εσωτερική ενέργεια.

γ) Η μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας του σώματος συμβαίνει υπό την επίδραση της δύναμης της τριβής, αφού, όπως είναι γνωστό από την εμπειρία, η τριβή συνοδεύεται πάντα από μεταβολή της θερμοκρασίας των σωμάτων τριβής. Το έργο της δύναμης τριβής μπορεί να χρησιμεύσει ως μέτρο της αλλαγής της εσωτερικής ενέργειας.

2. Με βοήθεια μεταφορά θερμότητας. Για παράδειγμα, εάν ένα σώμα τοποθετηθεί σε φλόγα καυστήρα, η θερμοκρασία του θα αλλάξει και επομένως θα αλλάξει και η εσωτερική του ενέργεια. Ωστόσο, δεν έγινε δουλειά εδώ, γιατί δεν υπήρχε ορατή κίνηση ούτε του ίδιου του σώματος ούτε των μερών του.

Η μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας ενός συστήματος χωρίς να κάνει δουλειά ονομάζεται ανταλλαγή θερμότητας(μεταφορά θερμότητας).

Υπάρχουν τρεις τύποι μεταφοράς θερμότητας: αγωγιμότητα, συναγωγή και ακτινοβολία.

ΕΝΑ) θερμική αγωγιμότηταείναι η διαδικασία ανταλλαγής θερμότητας μεταξύ σωμάτων (ή τμημάτων του σώματος) στην άμεση επαφή τους, λόγω της θερμικής χαοτικής κίνησης των σωματιδίων του σώματος. Το πλάτος των ταλαντώσεων των μορίων ενός στερεού σώματος είναι μεγαλύτερο, όσο μεγαλύτερη είναι η θερμοκρασία του. Η θερμική αγωγιμότητα των αερίων οφείλεται στην ανταλλαγή ενέργειας μεταξύ των μορίων του αερίου κατά τις συγκρούσεις τους. Στην περίπτωση των υγρών λειτουργούν και οι δύο μηχανισμοί. Η θερμική αγωγιμότητα μιας ουσίας είναι μέγιστη στη στερεά κατάσταση και ελάχιστη στην αέρια κατάσταση.

σι) Μεταγωγήείναι η μεταφορά θερμότητας με θερμαινόμενες ροές υγρού ή αερίου από ένα μέρος του όγκου που καταλαμβάνουν σε άλλο.

γ) Μεταφορά θερμότητας στο ακτινοβολίαεκτελείται σε απόσταση μέσω ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.

Ελέγχουμε την αφομοίωση του υλικού:

Η ενέργεια είναι ένα γενικό μέτρο των διαφόρων μορφών κίνησης της ύλης. Σύμφωνα με τις μορφές κίνησης της ύλης, υπάρχουν επίσης είδη ενέργειας - μηχανική, ηλεκτρική, χημική κ.λπ. Οποιοδήποτε θερμοδυναμικό σύστημα σε οποιαδήποτε κατάσταση έχει ένα ορισμένο ενεργειακό απόθεμα, η ύπαρξη του οποίου αποδείχθηκε από τον R. Clausius (1850) και ονομάστηκε εσωτερική ενέργεια.

Εσωτερική ενέργεια (U) είναι η ενέργεια όλων των τύπων κίνησης των μικροσωματιδίων που αποτελούν το σύστημα και η ενέργεια της αλληλεπίδρασής τους μεταξύ τους.

Η εσωτερική ενέργεια αποτελείται από την ενέργεια της μεταφορικής, περιστροφικής και δονητικής κίνησης των σωματιδίων, την ενέργεια των διαμοριακών και ενδομοριακών, ενδοατομικών και ενδοπυρηνικών αλληλεπιδράσεων κ.λπ.

Η ενέργεια της ενδομοριακής αλληλεπίδρασης, δηλ. συχνά ονομάζεται ενέργεια αλληλεπίδρασης ατόμων σε ένα μόριο χημική ενέργεια . Μια αλλαγή σε αυτή την ενέργεια λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια χημικών μετασχηματισμών.

Για τη θερμοδυναμική ανάλυση, δεν χρειάζεται να γνωρίζουμε από ποιες μορφές κίνησης της ύλης σχηματίζεται η εσωτερική ενέργεια.

Το απόθεμα εσωτερικής ενέργειας εξαρτάται μόνο από την κατάσταση του συστήματος. Κατά συνέπεια, η εσωτερική ενέργεια μπορεί να θεωρηθεί ως ένα από τα χαρακτηριστικά αυτής της κατάστασης μαζί με ποσότητες όπως η πίεση, η θερμοκρασία.

Κάθε κατάσταση του συστήματος αντιστοιχεί σε μια αυστηρά καθορισμένη τιμή κάθε ιδιότητάς του.

Εάν ένα ομοιογενές σύστημα στην αρχική κατάσταση έχει όγκο V 1, πίεση P 1, θερμοκρασία T 1, εσωτερική ενέργεια U 1, ηλεκτρική αγωγιμότητα æ 1 κ.λπ., και στην τελική κατάσταση αυτές οι ιδιότητες είναι αντίστοιχα V 2 , P 2 , T 2 , U 2, æ 2, κ.λπ., τότε η αλλαγή σε κάθε ιδιότητα κατά τη μετάβαση του συστήματος από την αρχική κατάσταση στην τελική κατάσταση θα είναι η ίδια, ανεξάρτητα από τον τρόπο που το σύστημα περνά από τη μια κατάσταση στην άλλη: πρώτα , δεύτερο ή τρίτο (Εικ. .1.4).

Ρύζι. 1.4 Ανεξαρτησία των ιδιοτήτων του συστήματος από τη διαδρομή της μετάβασής του

από την κανονική κατάσταση στην άλλη

Εκείνοι. (U 2 - U 1) I \u003d (U 2 - U 1) II \u003d (U 2 - U 1) III (1.4)

Πού είναι οι αριθμοί I, II, III κ.λπ. υποδεικνύουν διαδρομές διαδικασίας. Επομένως, εάν το σύστημα μετακινηθεί από την αρχική κατάσταση (1) στην τελική κατάσταση (2) κατά μήκος μιας διαδρομής, και από την τελική κατάσταση στην αρχή, κατά μήκος μιας άλλης διαδρομής, δηλ. ολοκληρώνεται μια κυκλική διαδικασία (κύκλος), τότε η μεταβολή σε κάθε ιδιότητα του συστήματος θα είναι ίση με μηδέν.

Έτσι, η αλλαγή στη συνάρτηση κατάστασης του συστήματος δεν εξαρτάται από τη διαδρομή της διαδικασίας, αλλά εξαρτάται μόνο από τις αρχικές και τελικές καταστάσεις του συστήματος. Μια απειροελάχιστη αλλαγή στις ιδιότητες ενός συστήματος συνήθως συμβολίζεται με το πρόσημο του διαφορικού d. Για παράδειγμα, το dU είναι μια απειροελάχιστη αλλαγή στην εσωτερική ενέργεια κ.λπ.

Μορφές ανταλλαγής ενέργειας

Σύμφωνα με τις διάφορες μορφές κίνησης της ύλης και τους διάφορους τύπους ενέργειας, υπάρχουν διάφορες μορφές ανταλλαγής ενέργειας (μεταφορά ενέργειας) - μορφές αλληλεπίδρασης. Στη θερμοδυναμική, εξετάζονται δύο μορφές ανταλλαγής ενέργειας μεταξύ του συστήματος και του περιβάλλοντος. Είναι δουλειά και ζεστασιά.

Δουλειά.Η πιο προφανής μορφή ανταλλαγής ενέργειας είναι το μηχανικό έργο, που αντιστοιχεί στη μηχανική μορφή της κίνησης της ύλης. Παράγεται με την κίνηση του σώματος υπό τη δράση μηχανικής δύναμης. Σύμφωνα με άλλες μορφές κίνησης της ύλης, διακρίνονται και άλλοι τύποι εργασίας: ηλεκτρική, χημική κ.λπ. Η εργασία είναι μια μορφή μετάδοσης διατεταγμένης, οργανωμένης κίνησης, αφού όταν γίνεται η εργασία, τα σωματίδια του σώματος κινούνται οργανωμένα προς μία κατεύθυνση. Για παράδειγμα, η εργασία όταν διαστέλλεται ένα αέριο. Τα μόρια του αερίου στον κύλινδρο κάτω από το έμβολο βρίσκονται σε χαοτική, άτακτη κίνηση. Όταν το αέριο αρχίσει να κινεί το έμβολο, δηλαδή να εκτελεί μηχανική εργασία, μια οργανωμένη κίνηση θα υπερτεθεί στην τυχαία κίνηση των μορίων του αερίου: όλα τα μόρια λαμβάνουν κάποια μετατόπιση προς την κατεύθυνση του εμβόλου. Το ηλεκτρικό έργο συνδέεται επίσης με την οργανωμένη κίνηση των φορτισμένων σωματιδίων της ύλης προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση.

Εφόσον το έργο είναι ένα μέτρο της μεταφερόμενης ενέργειας, η ποσότητα του μετράται στις ίδιες μονάδες με την ενέργεια.

Θερμότητα. Η μορφή ανταλλαγής ενέργειας που αντιστοιχεί στη χαοτική κίνηση των μικροσωματιδίων που αποτελούν το σύστημα ονομάζεται ανταλλαγή θερμότητας, και ονομάζεται η ποσότητα της ενέργειας που μεταφέρεται κατά την ανταλλαγή θερμότητας ζεστασιά.

Η μεταφορά θερμότητας δεν σχετίζεται με αλλαγή της θέσης των σωμάτων που αποτελούν το θερμοδυναμικό σύστημα και συνίσταται στην άμεση μεταφορά ενέργειας από τα μόρια ενός σώματος στα μόρια ενός άλλου κατά την επαφή τους.

Π φανταστείτε ένα απομονωμένο δοχείο (σύστημα) χωρισμένο σε δύο μέρη από ένα θερμοαγώγιμο διαμέρισμα ab (Εικ. 1.5). Ας υποθέσουμε ότι υπάρχει αέριο και στα δύο μέρη του δοχείου.

Ρύζι. 1.5. Στην έννοια της ζεστασιάς

Στο αριστερό μισό του δοχείου, η θερμοκρασία του αερίου είναι Τ 1 και στο δεξί μισό, Τ 2. Αν T 1 > T 2, τότε η μέση κινητική ενέργεια ( ) τα μόρια αερίου στην αριστερή πλευρά του δοχείου θα είναι μεγαλύτερα από τη μέση κινητική ενέργεια ( ) στο δεξί μισό του αγγείου.

Ως αποτέλεσμα συνεχών συγκρούσεων μορίων με το διαμέρισμα στο αριστερό μισό του αγγείου, μέρος της ενέργειάς τους μεταφέρεται στα μόρια του χωρίσματος. Τα μόρια του αερίου που βρίσκονται στο δεξί μισό του δοχείου, σε σύγκρουση με το διαχωριστικό, θα αποκτήσουν κάποιο μέρος της ενέργειας από τα μόριά του.

Ως αποτέλεσμα αυτών των συγκρούσεων, η κινητική ενέργεια των μορίων στο αριστερό μισό του δοχείου θα μειωθεί και στο δεξί μισό θα αυξηθεί. οι θερμοκρασίες Τ 1 και Τ 2 θα εξισωθούν.

Δεδομένου ότι η θερμότητα είναι μια μεταφορά για την ενέργεια, η ποσότητα της μετράται στις ίδιες μονάδες με την ενέργεια. Έτσι, η μεταφορά θερμότητας και η εργασία είναι μορφές ανταλλαγής ενέργειας και η ποσότητα θερμότητας και η ποσότητα εργασίας είναι μέτρα της μεταφερόμενης ενέργειας. Η διαφορά μεταξύ τους είναι ότι η θερμότητα είναι μια μορφή μεταφοράς της μικροφυσικής, διαταραγμένης κίνησης των σωματιδίων (και, κατά συνέπεια, της ενέργειας αυτής της κίνησης), και η εργασία είναι μια μορφή μεταφοράς της ενέργειας μιας διατεταγμένης, οργανωμένης κίνησης της ύλης.

Μερικές φορές λένε: η θερμότητα (ή η εργασία) παρέχεται ή αφαιρείται από το σύστημα, ενώ θα πρέπει να γίνει κατανοητό ότι δεν παρέχεται και αφαιρείται θερμότητα και εργασία, αλλά ενέργεια, επομένως, εκφράσεις όπως "απόθεμα θερμότητας" ή "θερμότητα περιέχει» δεν πρέπει να χρησιμοποιείται.

Όντας μορφές ανταλλαγής ενέργειας (μορφές αλληλεπίδρασης) ενός συστήματος με το περιβάλλον, η θερμότητα και η εργασία δεν μπορούν να συσχετιστούν με κάποια συγκεκριμένη κατάσταση του συστήματος, δεν μπορούν να είναι οι ιδιότητές του και, κατά συνέπεια, οι λειτουργίες της κατάστασής του. Αυτό σημαίνει ότι εάν το σύστημα περάσει από την αρχική κατάσταση (1) στην τελική κατάσταση (2) με διαφορετικούς τρόπους, τότε η θερμότητα και η εργασία θα έχουν διαφορετικές τιμές για διαφορετικές διαδρομές μετάβασης (Εικ. 1.6)

Η πεπερασμένη ποσότητα θερμότητας και εργασίας συμβολίζεται με Q και A, και απειροελάχιστες τιμές, αντίστοιχα, με δQ και δA. Οι ποσότητες δQ και δA, σε αντίθεση με το dU, δεν είναι ολική διαφορά, αφού Τα Q και A δεν είναι συναρτήσεις κατάστασης.

Όταν η διαδρομή της διεργασίας είναι προκαθορισμένη, η εργασία και η θερμότητα θα αποκτήσουν τις ιδιότητες των συναρτήσεων κατάστασης του συστήματος, δηλ. οι αριθμητικές τους τιμές θα καθοριστούν μόνο από τις αρχικές και τελικές καταστάσεις του συστήματος.

Οι πιο συχνές ερωτήσεις

Είναι δυνατόν να σφραγιστεί ένα έγγραφο σύμφωνα με το παρεχόμενο δείγμα; Απάντηση Ναι, είναι δυνατόν. Στείλτε ένα σαρωμένο αντίγραφο ή φωτογραφία στη διεύθυνση email μας καλής ποιότηταςκαι θα κάνουμε το απαραίτητο αντίγραφο.

Τι είδους πληρωμές δέχεστε; Απάντηση Μπορείτε να πληρώσετε το έγγραφο τη στιγμή της παραλαβής από τον ταχυμεταφορέα, αφού ελέγξετε την ορθότητα της συμπλήρωσης και την ποιότητα του διπλώματος. Αυτό μπορεί επίσης να γίνει στα γραφεία ταχυδρομικών εταιρειών που προσφέρουν υπηρεσίες αντικαταβολής.
Όλοι οι όροι παράδοσης και πληρωμής εγγράφων περιγράφονται στην ενότητα «Πληρωμή και Παράδοση». Είμαστε επίσης έτοιμοι να ακούσουμε τις προτάσεις σας σχετικά με τους όρους παράδοσης και πληρωμής του παραστατικού.

Μπορώ να είμαι σίγουρος ότι μετά την υποβολή μιας παραγγελίας δεν θα εξαφανιστείτε με τα χρήματά μου; Απάντηση Έχουμε αρκετά μεγάλη εμπειρία στον τομέα της παραγωγής διπλωμάτων. Έχουμε αρκετούς ιστότοπους που ενημερώνονται συνεχώς. Οι ειδικοί μας εργάζονται σε διάφορα μέρη της χώρας, παράγοντας πάνω από 10 έγγραφα την ημέρα. Με τα χρόνια, τα έγγραφά μας έχουν βοηθήσει πολλούς ανθρώπους να λύσουν προβλήματα απασχόλησης ή να μετακινηθούν σε υψηλότερα αμειβόμενες θέσεις εργασίας. Έχουμε κερδίσει την εμπιστοσύνη και την αναγνώριση μεταξύ των πελατών, επομένως δεν υπάρχει κανένας απολύτως λόγος να το κάνουμε αυτό. Επιπλέον, είναι απλά αδύνατο να το κάνετε φυσικά: πληρώνετε την παραγγελία σας τη στιγμή που θα την παραλάβετε στα χέρια σας, δεν υπάρχει προπληρωμή.

Μπορώ να παραγγείλω δίπλωμα από οποιοδήποτε πανεπιστήμιο; Απάντηση Σε γενικές γραμμές, ναι. Δουλεύουμε σε αυτόν τον τομέα σχεδόν 12 χρόνια. Σε αυτό το διάστημα έχει διαμορφωθεί μια σχεδόν πλήρης βάση δεδομένων με έγγραφα που εκδίδονται από όλα σχεδόν τα πανεπιστήμια της χώρας και του εξωτερικού. διαφορετικά χρόνιαέκδοση. Το μόνο που χρειάζεται είναι να επιλέξετε πανεπιστήμιο, ειδικότητα, έγγραφο και να συμπληρώσετε μια φόρμα παραγγελίας.

Τι πρέπει να κάνω εάν εντοπίσω τυπογραφικά λάθη και λάθη σε ένα έγγραφο; Απάντηση Όταν λαμβάνετε ένα έγγραφο από την εταιρεία ταχυμεταφορών ή την ταχυδρομική μας εταιρεία, σας συνιστούμε να ελέγχετε προσεκτικά όλες τις λεπτομέρειες. Εάν διαπιστωθεί τυπογραφικό λάθος, λάθος ή ανακρίβεια, έχετε το δικαίωμα να μην πάρετε το δίπλωμα και πρέπει να δηλώσετε τις ελλείψεις που εντοπίστηκαν προσωπικά στον ταχυμεταφορέα ή στο Γραφήμε αποστολή email.
Το συντομότερο δυνατό, θα διορθώσουμε το έγγραφο και θα το στείλουμε ξανά στην καθορισμένη διεύθυνση. Φυσικά τα μεταφορικά θα βαρύνουν την εταιρεία μας.
Για να αποφύγουμε τέτοιες παρεξηγήσεις, πριν συμπληρώσουμε την αρχική φόρμα, αποστέλλουμε μια διάταξη του μελλοντικού εγγράφου στο ταχυδρομείο του πελάτη για επαλήθευση και έγκριση της τελικής έκδοσης. Πριν στείλουμε το έγγραφο με κούριερ ή ταχυδρομείο, τραβάμε επίσης μια πρόσθετη φωτογραφία και βίντεο (συμπεριλαμβανομένου του υπεριώδους φωτός) ώστε να έχετε μια οπτική ιδέα για το τι θα πάρετε στο τέλος.

Τι πρέπει να κάνετε για να παραγγείλετε ένα δίπλωμα από την εταιρεία σας; Απάντηση Για να παραγγείλετε ένα έγγραφο (πιστοποιητικό, δίπλωμα, ακαδημαϊκό πιστοποιητικό κ.λπ.), πρέπει να συμπληρώσετε μια ηλεκτρονική φόρμα παραγγελίας στον ιστότοπό μας ή να δώσετε το e-mail σας ώστε να σας στείλουμε μια φόρμα ερωτηματολογίου, την οποία πρέπει να συμπληρώσετε και να στείλετε πίσω σε εμάς.
Εάν δεν ξέρετε τι να υποδείξετε σε οποιοδήποτε πεδίο της φόρμας παραγγελίας/ερωτηματολογίου, αφήστε τα κενά. Επομένως, θα διευκρινίσουμε όλες τις πληροφορίες που λείπουν τηλεφωνικά.

Τελευταίες Κριτικές

Oleg:

Σπούδασε προγραμματιστής, έπιασε δουλειά σε έναν οργανισμό που ήταν πάροχος υπηρεσιών Διαδικτύου. Όσο ήμουν εργένης, έμενα με τους γονείς μου, ο μισθός μου έφτανε. Στα 25 του γνώρισε μια κοπέλα και παντρεύτηκε. Τα παιδιά γεννήθηκαν ένα ένα. Ο μισθός μου μόλις έφτανε για φαγητό. Η γυναίκα μου και εγώ αποφασίσαμε ότι έπρεπε να αλλάξουμε κάτι. Αποφασίσαμε ότι έπρεπε να μάθουμε ένα νέο επάγγελμα στο εξωτερικό. Βρήκα τις υπηρεσίες σας στο διαδίκτυο. Παρήγγειλα ένα δίπλωμα. Πήγα σε άλλη χώρα, έπιασα δουλειά, παίρνω μια καλή ανταμοιβή. Αγόρασε ένα πολυτελές αυτοκίνητο. Παιδιά, ο Θεός να σας έχει καλά!

Όλγα:

Σπούδασα στο τμήμα αλληλογραφίας στην ανώτερη εκπαιδευτικό ίδρυμα. Όταν έλαβα το δίπλωμά μου, ήλπιζα να βρω αμέσως μια δουλειά με κύρος. Όμως ο ανταγωνισμός ήταν πολύ υψηλός, περισσότερα από δέκα άτομα έκαναν αίτηση για μία θέση. Έπρεπε να συμφωνήσω να εργαστώ όχι στην ειδικότητά μου με κατώτατο μισθό. Δούλεψε έτσι για πολλά χρόνια. Αποφάσισε να αλλάξει. Απευθύνθηκα στην εταιρεία σας για υπηρεσία στην παραγωγή διπλώματος προφίλ. Άλλαξα επάγγελμα, χαίρομαι πολύ που συνέβη. Σας ευχαριστώ παιδιά!

Εδουάρδος:

Δεν είχα ποτέ εμπιστοσύνη σε τέτοιες εταιρείες, αλλά οι αμφιβολίες μου διαλύθηκαν όταν αποφάσισα να κάνω αίτηση. Δυστυχώς, λόγω ενός ατυχήματος, έχασα σχεδόν όλα τα έγγραφα, ανάμεσά τους ήταν ένα δίπλωμα, και χωρίς αυτό δεν μπορούσα να βρω δουλειά. Για να μην χάσω χρόνο για την επαναφορά του εγγράφου, αποφάσισα να ελέγξω τη δουλειά αυτής της εταιρείας. Κάλεσα τον αριθμό που δόθηκε και παρήγγειλα. Το δίπλωμα ελήφθη εντός του καθορισμένου χρόνου. Ποιότητα ευχαριστημένη, η ομοιότητα με το πρωτότυπο στο 100%.

Ιρίνα:

Καλό απόγευμαευχαριστώ για τη δουλειά σας! Ικανοποιημένος με την ποιότητα των εγγράφων. Όταν ήρθα στη δουλειά αφού αγόρασα ένα πτυχίο, είδα ότι το αφεντικό είχε έγγραφο από το ίδιο πανεπιστήμιο! Φοβήθηκα πολύ, αποδείχθηκε ότι δεν ελέγχει την τεκμηρίωση για τη βάση δεδομένων, αλλά τη συγκρίνει με τη δική της (σφραγίδες, υπογραφές). Τι ήταν η έκπληξή μου όταν δεν παρατήρησε καν τίποτα ύποπτο. Εάν το αφεντικό πίστευε, τότε τώρα δεν μπορείτε να φοβάστε άλλους ελέγχους. Ευχαριστώ πολύ.

Μαξίμ:

Αγόρασα ένα δίπλωμα εδώ, δεν πίστευα καν ότι θα βγει έτσι εξαιρετική ποιότητα. Παραδίδεται σε λιγότερο από 5 ημέρες. Όλα τα δεδομένα γράφονται χωρίς σφάλματα, περνούν από τη βάση δεδομένων. Θέλω επίσης να σας ευχαριστήσω για την αποτελεσματικότητα, ο διευθυντής επικοινώνησε μαζί μου πολύ γρήγορα, έλαβε υπόψη όλες τις επιθυμίες μου. Η δουλειά έγινε άψογα - όπως χρειαζόμουν, ευχαριστώ την εταιρεία για την εξαιρετική δουλειά!

Ρίτα:

Στη δουλειά χρειαζόμουν επειγόντως δίπλωμα για να πάω για προαγωγή. Για την απονομή διπλώματος ανώτερη εκπαίδευσηΕίχα μόνο μια εβδομάδα. Η μόνη διέξοδοςγια μένα ήταν να αγοράσω ένα δίπλωμα. Ο διευθυντής απάντησε αμέσως, διευκρίνισε όλες τις πληροφορίες και τέσσερις μέρες αργότερα το δίπλωμα ήταν στα χέρια μου. Ανησυχούσα πολύ για το αν η δουλειά θα γίνει καλά. Παρελήφθη στο ταχυδρομείο, πληρώθηκε εκεί, οπότε δεν υπάρχει κίνδυνος. Ικανοποιημένος, όλα είναι όπως στο πρωτότυπο, ευχαριστώ.

Οποιοδήποτε μακροσκοπικό σώμα έχει ενέργειαλόγω της μικροκατάστασής του. Αυτό ενέργειαπου ονομάζεται εσωτερικός(σημειώνεται U). Είναι ίση με την ενέργεια της κίνησης και της αλληλεπίδρασης των μικροσωματιδίων που αποτελούν το σώμα. Ετσι, εσωτερική ενέργεια ιδανικό αέριοαποτελείται από την κινητική ενέργεια όλων των μορίων του, αφού η αλληλεπίδρασή τους σε αυτή την περίπτωση μπορεί να παραμεληθεί. Ως εκ τούτου εσωτερική ενέργειαεξαρτάται μόνο από τη θερμοκρασία του αερίου ( u~Τ).

Το μοντέλο ιδανικού αερίου υποθέτει ότι τα μόρια βρίσκονται σε απόσταση πολλών διαμέτρων μεταξύ τους. Επομένως, η ενέργεια της αλληλεπίδρασής τους είναι πολύ μικρότερη από την ενέργεια της κίνησης και μπορεί να αγνοηθεί.

Στα πραγματικά αέρια, υγρά και στερεά, η αλληλεπίδραση μικροσωματιδίων (άτομα, μόρια, ιόντα κ.λπ.) δεν μπορεί να παραμεληθεί, αφού επηρεάζει σημαντικά τις ιδιότητές τους. Ως εκ τούτου, τους εσωτερική ενέργειααποτελείται από την κινητική ενέργεια της θερμικής κίνησης των μικροσωματιδίων και τη δυναμική ενέργεια της αλληλεπίδρασής τους. Η εσωτερική τους ενέργεια, εκτός από τη θερμοκρασία Τ,θα εξαρτηθεί επίσης από την ένταση V,δεδομένου ότι μια αλλαγή στον όγκο επηρεάζει την απόσταση μεταξύ των ατόμων και των μορίων και, κατά συνέπεια, τη δυναμική ενέργεια της αλληλεπίδρασής τους μεταξύ τους.

Εσωτερική ενέργεια είναι συνάρτηση της κατάστασης του σώματος, η οποία καθορίζεται από τη θερμοκρασία τουΤκαι τόμος V.

Εσωτερική ενέργεια καθορίζεται μοναδικά από τη θερμοκρασίαT και όγκος σώματος V που χαρακτηρίζει την κατάστασή του:U=U(T, V)

Προς την αλλαγή της εσωτερικής ενέργειαςσώματα, είναι απαραίτητο να αλλάξει πραγματικά είτε η κινητική ενέργεια της θερμικής κίνησης των μικροσωματιδίων, είτε η δυναμική ενέργεια της αλληλεπίδρασής τους (ή και τα δύο). Όπως γνωρίζετε, αυτό μπορεί να γίνει με δύο τρόπους - με μεταφορά θερμότητας ή ως αποτέλεσμα της εκτέλεσης εργασίας. Στην πρώτη περίπτωση, αυτό συμβαίνει λόγω της μεταφοράς ορισμένης ποσότητας θερμότητας Q;στο δεύτερο - λόγω της απόδοσης της εργασίας ΕΝΑ.

Ετσι, η ποσότητα της θερμότητας και η εργασία που γίνεται είναι ένα μέτρο αλλαγής στην εσωτερική ενέργεια του σώματος:

Δ U=Q+ΕΝΑ.

Η αλλαγή στην εσωτερική ενέργεια συμβαίνει λόγω μιας ορισμένης ποσότητας θερμότητας που δίνεται ή λαμβάνεται από το σώμα ή λόγω της εκτέλεσης της εργασίας.

Εάν γίνεται μόνο μεταφορά θερμότητας, τότε η αλλαγή εσωτερική ενέργειασυμβαίνει με τη λήψη ή την εκπομπή ορισμένης ποσότητας θερμότητας: Δ U=Q.Όταν θερμαίνεται ή ψύχεται ένα σώμα, ισούται με:

Δ U=Q = εκ(Τ 2 - Τ 1) =εκΔT.

Κατά την τήξη ή την κρυστάλλωση στερεών εσωτερική ενέργειααλλαγές λόγω αλλαγής της δυναμικής ενέργειας της αλληλεπίδρασης των μικροσωματιδίων, επειδή υπάρχουν δομικές αλλαγές στη δομή της ύλης. Στην περίπτωση αυτή, η μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας είναι ίση με τη θερμότητα της σύντηξης (κρυστάλλωσης) του σώματος: Δ U-Q pl \u003dλ Μ,Οπου λ - ειδική θερμότητα σύντηξης (κρυστάλλωσης) στερεού σώματος.

Η εξάτμιση υγρών ή η συμπύκνωση ατμών προκαλεί επίσης αλλαγή εσωτερική ενέργεια, που ισούται με τη θερμότητα της εξάτμισης: Δ U=Q p =rm,Οπου r- ειδική θερμότητα εξάτμισης (συμπύκνωσης) του υγρού.

Αλλαγή εσωτερική ενέργειαΤο σώμα λόγω της εκτέλεσης μηχανικής εργασίας (χωρίς μεταφορά θερμότητας) είναι αριθμητικά ίσο με την τιμή αυτής της εργασίας: Δ U=ΕΝΑ.

Εάν μια αλλαγή στην εσωτερική ενέργεια συμβεί ως αποτέλεσμα της μεταφοράς θερμότητας, τότεΔ U=Q=εκ(T2 —T1),ήΔ U= Q pl = λ Μ,ήΔ U=Qn =rm.

Επομένως, από την άποψη της μοριακής φυσικής: υλικό από τον ιστότοπο

Εσωτερική ενέργεια του σώματος είναι το άθροισμα της κινητικής ενέργειας της θερμικής κίνησης ατόμων, μορίων ή άλλων σωματιδίων από τα οποία αποτελείται και η δυναμική ενέργεια αλληλεπίδρασης μεταξύ τους· από θερμοδυναμική άποψη, είναι συνάρτηση της κατάστασης του σώματος (σύστημα σωμάτων), η οποία καθορίζεται μοναδικά από τις μακροπαραμέτρους του - θερμοκρασίαΤκαι τόμος V.

Ετσι, εσωτερική ενέργειαείναι η ενέργεια του συστήματος, η οποία εξαρτάται από την εσωτερική του κατάσταση. Αποτελείται από την ενέργεια της θερμικής κίνησης όλων των μικροσωματιδίων του συστήματος (μόρια, άτομα, ιόντα, ηλεκτρόνια κ.λπ.) και την ενέργεια της αλληλεπίδρασής τους. Είναι πρακτικά αδύνατο να προσδιοριστεί η πλήρης τιμή της εσωτερικής ενέργειας, επομένως, υπολογίζεται η μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας Δ εσύ,που συμβαίνει λόγω μεταφοράς θερμότητας και απόδοσης της εργασίας.

Η εσωτερική ενέργεια ενός σώματος είναι ίση με το άθροισμα της κινητικής ενέργειας της θερμικής κίνησης και της δυναμικής ενέργειας αλληλεπίδρασης των μικροσωματιδίων που το αποτελούν.

Σε αυτή τη σελίδα, υλικό για τα θέματα: