Intern energi av gas brev. Inre energi. arbete och värme. Termodynamik och statistisk mekanik

Termodynamik som disciplin tog form i mitten av 1800-talet. Detta hände efter upptäckten av lagen om energibevarande. Det finns ett bestämt samband mellan termodynamik och molekylär kinetik. Vilken plats har intern energi i teorin? Låt oss överväga det i artikeln.

Statistisk mekanik och termodynamik

Den ursprungliga vetenskapliga teorin om termiska processer var inte molekylärkinetisk. Den första var termodynamik. Det bildades i färd med att studera de optimala förhållandena för användning av värme för genomförande av arbete. Detta skedde i mitten av 1800-talet, innan molekylär kinetik accepterades. Idag används både termodynamik och molekylär-kinetisk teori inom teknik och vetenskap. Det senare inom teoretisk fysik kallas för statistisk mekanik. Hon, tillsammans med termodynamik, utforskar att använda olika metoder samma fenomen. Dessa två teorier kompletterar varandra. Grunden för termodynamiken består av dess två lagar. Båda avser energins beteende och är etablerade empiriskt. Dessa lagar är giltiga för alla substanser, oavsett inre struktur. Statistisk mekanik anses vara en djupare och mer exakt vetenskap. Jämfört med termodynamik är det mer komplext. Det används när termodynamiska samband är otillräckliga för att förklara de fenomen som studeras.

Molekylär kinetisk teori

I mitten av 1800-talet bevisades det att det, tillsammans med den mekaniska energin, även finns en inre energi hos makroskopiska kroppar. Det ingår i balansen av energi naturliga omvandlingar. Efter att den inre energin upptäckts formulerades ståndpunkten om dess bevarande och omvandling. Medan en puck som glider på is stannar under påverkan av friktion, upphör dess kinetiska (mekaniska) energi inte bara att existera, utan överförs till puckens och isens molekyler. Vid rörelse deformeras grovheten hos ytorna på kroppar som utsätts för friktion. Samtidigt ökar intensiteten hos slumpmässigt rörliga molekyler. När båda kropparna värms upp ökar den inre energin. Det är också lätt att observera den omvända övergången. När vatten värms upp i ett slutet provrör börjar den inre energin (både av den och den resulterande ångan) att öka. Trycket kommer att öka, vilket gör att pluggen tvingas ut. Inre energiångan kommer att orsaka en ökning av kinetisk energi. I expansionsprocessen fungerar ångan. Samtidigt minskar dess inre energi. Som ett resultat kyls ångan.

Inre energi. allmän information

Med den slumpmässiga rörelsen av alla molekyler är summan av deras kinetiska energier, såväl som de potentiella energierna för deras interaktioner, den inre energin. Med tanke på molekylernas position i förhållande till varandra och deras rörelse är det nästan omöjligt att beräkna denna summa. Detta beror på stor mängd element i makroskopiska kroppar. I detta avseende är det nödvändigt att kunna beräkna värdet i enlighet med de makroskopiska parametrar som kan mätas.

Monatomisk gas

Ämnet anses vara ganska enkelt i sina egenskaper, eftersom det består av individuella atomer, inte molekyler. Monatomiska gaser inkluderar argon, helium och neon. Den potentiella energin i detta fall är lika med noll. Detta beror på det faktum att molekylerna i en idealgas inte interagerar med varandra. Den kinetiska energin för slumpmässig molekylär rörelse är den avgörande faktorn för det inre (U). För att beräkna U av en monoatomisk gas med massan m måste vi multiplicera rörelseenergi(genomsnitt) 1:a atom per totalt antal av alla atomer. Men det bör beaktas att kNA=R. Baserat på den data vi har får vi följande formel: U= 2/3 x m/M x RT, där den inre energin är direkt proportionell mot den absoluta temperaturen. Alla förändringar i U bestäms endast av T (temperatur) mätt i gasens initiala och slutliga tillstånd, och är inte direkt relaterade till volymen. Detta beror på det faktum att interaktionerna mellan dess potentiella energi är lika med 0 och inte alls beror på andra systemparametrar för makroskopiska objekt. I närvaro av mer komplexa molekyler kommer en idealgas också att ha en inre energi som är direkt proportionell mot den absoluta temperaturen. Men, jag måste säga, i det här fallet, mellan U och T, kommer proportionalitetskoefficienten att ändras. När allt kommer omkring utför komplexa molekyler inte bara translationella rörelser, utan också rotationsrörelser. Den inre energin är lika med summan av dessa rörelser hos molekylerna.

Vad är du beroende av?

Den inre energin påverkas av en av de makroskopiska parametrarna. Detta är temperaturen. För verkliga gaser, vätskor och fasta ämnen är den potentiella energin (genomsnittet) under interaktionen mellan molekyler inte lika med noll. Även om, om vi överväger mer exakt, för gaser är det mycket mindre än kinetiken (genomsnittet). Samtidigt, för fasta och flytande kroppar, är det jämförbart med det. Men det genomsnittliga U-värdet beror på ämnets V, för under perioden för dess förändring förändras också det genomsnittliga avståndet som finns mellan molekylerna. Det följer av detta att inom termodynamik beror intern energi inte bara på temperaturen T, utan också på V (volym). Deras värde bestämmer unikt tillståndet för kropparna, och därmed U.

Världshavet

Det är svårt att föreställa sig vilka otroligt stora energireserver haven innehåller. Tänk på vad som är vattnets inre energi. Det bör noteras att det också är termiskt, eftersom det bildades som ett resultat av överhettning av den flytande delen av havsytan. Så, med en skillnad på till exempel 20 grader med avseende på bottenvatten, får den ett värde på cirka 10 ^ 26 J. Vid mätning av strömmar i havet uppskattas dess kinetiska energi till cirka 10 ^ 18 J.

Globala problem

Det finns globala problem som kan placeras på världsnivå. Dessa inkluderar:

Uttömning av fossila bränslereserver (främst olja och gas);

Betydande miljöföroreningar i samband med användningen av dessa mineraler;

Termisk "förorening", plus en ökning av koncentrationen av atmosfärisk koldioxid, som hotar globala klimatstörningar;

Användningen av uranreserver, vilket leder till uppkomsten av radioaktivt avfall, vilket har en mycket negativ inverkan på allt levandes liv;

Användning av termonukleär energi.

Slutsats

All denna osäkerhet om vilka konsekvenser som säkerligen kommer att få om vi inte slutar konsumera den energi som utvinns på sådana sätt, tvingar forskare och ingenjörer att ägna nästan all sin uppmärksamhet åt att lösa detta problem. Deras huvudsakliga uppgift är att hitta den optimala energikällan och det är också viktigt att involvera olika naturliga processer. Bland dem är de mest intressanta: solen, eller snarare solvärme, vind och energi i haven.

I många länder har haven och haven länge betraktats som en energikälla, och deras framtidsutsikter blir mer lovande. Havet är fyllt av många hemligheter, dess inre energi är en bottenlös källa av möjligheter. Hur många sätt det ger oss energiutvinning (som havsströmmar, tidvattenenergi, termisk energi och andra) får oss redan att tänka på dess storhet.

Enligt MKT är alla ämnen sammansatta av partiklar som är i kontinuerlig termisk rörelse och interagerar med varandra. Därför, även om kroppen är orörlig och har noll potentiell energi, har den energi (inre energi), vilket är den totala energin av rörelse och interaktion mellan mikropartiklarna som utgör kroppen. Sammansättningen av inre energi inkluderar:

kinetisk energi av translations-, rotations- och vibrationsrörelse hos molekyler;
potentiell energi för interaktion mellan atomer och molekyler;
intraatomär och intranukleär energi.

Inom termodynamiken betraktas processer vid temperaturer vid vilka atomernas oscillerande rörelse i molekyler inte exciteras, d.v.s. vid temperaturer som inte överstiger 1000 K. Endast de två första komponenterna i den inre energin förändras i dessa processer. Därför under inre energi inom termodynamik förstår de summan av den kinetiska energin för alla molekyler och atomer i en kropp och den potentiella energin för deras interaktion.

En kropps inre energi bestämmer dess termiska tillstånd och förändras under övergången från ett tillstånd till ett annat. I ett givet tillstånd har kroppen en väldefinierad inre energi, oberoende av processen som ett resultat av vilken den övergick till detta tillstånd. Därför kallas den inre energin väldigt ofta kroppstillståndsfunktion.

Intern energi är en kvantitet som kännetecknar en kropps termodynamiska tillstånd. Varje kropp består av partiklar som ständigt rör sig och interagerar med varandra. Den inre energin i en kropp är summan av den kinetiska energin för rörelsen hos partiklar av materia och den potentiella energin för deras interaktion.

H Frihetsgraden är antalet oberoende variabler som bestämmer kroppens position i rymden och betecknas i .

Som sett, positionen för en materialpunkt (monatomisk molekyl) ges av tre koordinater, Det är därför den har tre frihetsgrader : i = 3

Intern energi beror på temperaturen. Om temperaturen ändras, ändras den inre energin.

Förändring i inre energi

För lösningar praktiska frågor en viktig roll spelas inte av den inre energin själv, utan av dess förändring ΔU = U2 - U1. Förändringen i inre energi beräknas utifrån lagarna för bevarande av energi.
En kropps inre energi kan förändras på två sätt:

1. När man gör mekaniskt arbete.

a) Om en yttre kraft orsakar deformation av kroppen, ändras avstånden mellan partiklarna som den består av, och följaktligen förändras den potentiella energin för interaktionen mellan partiklar. Vid oelastiska deformationer förändras dessutom kroppens temperatur, d.v.s. den kinetiska energin hos partiklarnas termiska rörelse förändras. Men när kroppen deformeras utförs arbete, vilket är ett mått på förändringen i kroppens inre energi.

b) En kropps inre energi förändras också under dess oelastiska kollision med en annan kropp. Som vi såg tidigare, under oelastisk kollision av kroppar, minskar deras kinetiska energi, den förvandlas till intern energi (till exempel om du slår en tråd som ligger på ett städ flera gånger med en hammare, kommer tråden att värmas upp). Måttet på förändring av en kropps kinetiska energi är enligt kinetisk energisats de verkande krafternas arbete. Detta arbete kan också fungera som ett mått på förändringar i inre energi.

c) Förändringen i kroppens inre energi sker under inverkan av friktionskraften, eftersom, såsom är känt av erfarenhet, friktionen alltid åtföljs av en förändring i gnidningskropparnas temperatur. Friktionskraftens arbete kan fungera som ett mått på förändringen i inre energi.

2. Med hjälp värmeöverföring. Till exempel, om en kropp placeras i en brännarlåga kommer dess temperatur att förändras, och därför kommer även dess inre energi att förändras. Här gjordes dock inget arbete, eftersom det inte fanns någon synlig rörelse av vare sig kroppen själv eller dess delar.

Förändringen i den inre energin i ett system utan att utföra arbete kallas värmeväxling(värmeöverföring).

Det finns tre typer av värmeöverföring: ledning, konvektion och strålning.

A) värmeledningsförmågaär processen för värmeväxling mellan kroppar (eller kroppsdelar) i deras direkta kontakt, på grund av den termiska kaotiska rörelsen av kroppspartiklar. Amplituden av svängningar för molekylerna i en fast kropp är större, ju högre dess temperatur. Gasernas värmeledningsförmåga beror på utbytet av energi mellan gasmolekyler under deras kollisioner. När det gäller vätskor fungerar båda mekanismerna. Värmeledningsförmågan för ett ämne är maximal i fast tillstånd och minimum i gasformigt tillstånd.

b) Konvektionär överföring av värme genom upphettade flöden av vätska eller gas från en del av volymen de upptar till en annan.

c) Värmeöverföring kl strålning utförs på avstånd med hjälp av elektromagnetiska vågor.

Vi kontrollerar assimileringen av materialet:

Energi är ett allmänt mått på materiens olika rörelseformer. Enligt materiens rörelseformer finns det också typer av energi - mekanisk, elektrisk, kemisk, etc. Varje termodynamiskt system i något tillstånd har en viss energireserv, vars existens bevisades av R. Clausius (1850) och kallades intern energi.

Inre energi (U) är energin för alla typer av rörelse hos mikropartiklarna som utgör systemet, och energin för deras interaktion med varandra.

Intern energi består av energin från partiklars translations-, rotations- och vibrationsrörelse, energin från intermolekylära och intramolekylära, intraatomära och intranukleära interaktioner, etc.

Energin för intramolekylär interaktion, dvs. energi av interaktion mellan atomer i en molekyl kallas ofta kemisk energi . En förändring av denna energi sker under kemiska omvandlingar.

För termodynamisk analys finns det inget behov av att veta från vilka rörelseformer av materia den inre energin bildas.

Beståndet av intern energi beror endast på systemets tillstånd. Följaktligen kan intern energi betraktas som en av egenskaperna hos detta tillstånd tillsammans med sådana kvantiteter som tryck, temperatur.

Varje tillstånd i systemet motsvarar ett strikt definierat värde för var och en av dess egenskaper.

Om ett homogent system i initialtillståndet har volym V 1, tryck P 1, temperatur T 1, intern energi U 1, elektrisk konduktivitet æ 1, etc., och i sluttillståndet är dessa egenskaper respektive V 2 , P 2 , T 2 , U 2, æ 2, etc., så kommer förändringen i varje egenskap under systemets övergång från initialtillstånd till sluttillstånd att vara densamma, oavsett vilken väg systemet övergår från ett tillstånd till ett annat: först , andra eller tredje (Fig. .1.4).

Ris. 1.4 Oberoende av systemegenskaper från vägen för dess övergång

från normalt tillstånd till ett annat

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

Var finns siffrorna I, II, III osv. ange processvägar. Därför, om systemet rör sig från det initiala tillståndet (1) till det slutliga tillståndet (2) längs en väg, och från det slutliga tillståndet i början, längs en annan väg, dvs. en cirkulär process (cykel) slutförs, då blir förändringen i varje egenskap hos systemet lika med noll.

Således beror förändringen i systemets tillståndsfunktion inte på processens väg, utan beror endast på systemets initiala och slutliga tillstånd. En oändlig förändring av egenskaperna hos ett system betecknas vanligtvis med tecknet för differentialen d. Till exempel är dU en oändligt liten förändring av intern energi osv.

Former av energiutbyte

I enlighet med de olika formerna av materiens rörelse och olika typer av energi finns olika former av energiutbyte (energiöverföring) - former av interaktion. Inom termodynamiken betraktas två former av energiutbyte mellan systemet och miljön. Det är arbete och värme.

Jobb. Den mest uppenbara formen av energiutbyte är mekaniskt arbete, motsvarande den mekaniska formen av materiarörelse. Det produceras genom att kroppen förflyttas under inverkan av mekanisk kraft. I enlighet med andra former av materias rörelse urskiljs också andra typer av arbete: elektriska, kemiska, etc. Arbete är en form av överföring av ordnad, organiserad rörelse, eftersom när arbetet utförs rör sig kroppens partiklar på ett organiserat sätt i en riktning. Till exempel att utföra arbete när en gas expanderar. Molekylerna av gasen i cylindern under kolven är i kaotisk, oordnad rörelse. När gasen börjar röra kolven, det vill säga för att utföra mekaniskt arbete, kommer en organiserad rörelse att läggas på den slumpmässiga rörelsen av gasmolekylerna: alla molekyler får en viss förskjutning i kolvens riktning. Elektriskt arbete är också förknippat med den organiserade rörelsen av laddade partiklar av materia i en viss riktning.

Eftersom arbete är ett mått på den överförda energin, mäts dess mängd i samma enheter som energi.

Värme. Den form av energiutbyte som motsvarar den kaotiska rörelsen hos mikropartiklarna som utgör systemet kallas värmeväxling, och mängden energi som överförs under värmeväxling kallas värme.

Värmeöverföring är inte associerad med en förändring i positionen för de kroppar som utgör det termodynamiska systemet, och består i direkt överföring av energi från en kropps molekyler till molekylerna i en annan när de kommer i kontakt.

P föreställ dig ett isolerat kärl (system) uppdelat i två delar av en värmeledande skiljevägg ab (Fig. 1.5). Låt oss anta att det finns gas i båda delarna av kärlet.

Ris. 1.5. Till begreppet värme

I den vänstra halvan av kärlet är gastemperaturen T 1 och i den högra halvan T 2. Om T 1 > T 2, då den genomsnittliga kinetiska energin ( ) gasmolekyler på kärlets vänstra sida kommer att vara större än den genomsnittliga kinetiska energin ( ) i den högra halvan av kärlet.

Som ett resultat av kontinuerliga kollisioner av molekyler mot partitionen i den vänstra halvan av kärlet, överförs en del av deras energi till partitionens molekyler. Molekylerna av gasen som finns i den högra halvan av kärlet, som kolliderar med skiljeväggen, kommer att få en del av energin från dess molekyler.

Som ett resultat av dessa kollisioner kommer den kinetiska energin hos molekylerna i den vänstra halvan av kärlet att minska, och i den högra halvan kommer den att öka; temperaturerna T 1 och T 2 kommer att utjämnas.

Eftersom värme är en metafor för energi, mäts dess kvantitet i samma enheter som energi. Värmeöverföring och arbete är alltså former av energiutbyte, och mängden värme och mängden arbete är mått på den överförda energin. Skillnaden mellan dem är att värme är en form av överföring av partiklars mikrofysiska, oordnade rörelse (och följaktligen denna rörelses energi), och arbete är en form av överföring av energin från en ordnad, organiserad rörelse av materia.

Ibland säger de: värme (eller arbete) tillförs eller avlägsnas från systemet, medan det bör förstås att det inte är värme och arbete som tillförs och avlägsnas, utan energi, därför, sådana uttryck som "värmereserv" eller "värme" innehöll” bör inte användas.

Eftersom det är former av energiutbyte (former av interaktion) av ett system med miljön, kan värme och arbete inte associeras med något särskilt tillstånd i systemet, inte vara dess egenskaper, och följaktligen, funktioner i dess tillstånd. Detta innebär att om systemet övergår från initialtillståndet (1) till sluttillståndet (2) på olika sätt, kommer värme och arbete att ha olika värden för olika övergångsvägar (Fig. 1.6)

Den ändliga mängden värme och arbete betecknas med Q och A, och oändliga värden, respektive med δQ och δA. Storheterna δQ och δA är, till skillnad från dU, inte en total skillnad, eftersom Q och A är inte tillståndsfunktioner.

När processens väg är förutbestämd kommer arbete och värme att förvärva egenskaperna hos systemets tillståndsfunktioner, dvs. deras numeriska värden kommer endast att bestämmas av systemets initiala och slutliga tillstånd.

De vanligaste frågorna

Är det möjligt att försegla ett dokument enligt det medföljande provet? Svar Ja det är möjligt. Skicka en skannad kopia eller bild till vår e-postadress bra kvalitet och vi kommer att göra den nödvändiga dubbletten.

Vilka typer av betalningar accepterar du? Svar Du kan betala för dokumentet vid tidpunkten för mottagandet av kuriren, efter att du kontrollerat att fyllningen är korrekt och kvaliteten på diplomet. Detta kan också göras på postföretagens kontor som erbjuder postförskottstjänster.
Alla leveransvillkor och betalning av dokument beskrivs i avsnittet "Betalning och leverans". Vi är också redo att lyssna på dina förslag på leveransvillkor och betalning för dokumentet.

Kan jag vara säker på att du inte kommer att försvinna med mina pengar efter att ha lagt en beställning? Svar Vi har ganska lång erfarenhet inom diplomproduktion. Vi har flera sajter som ständigt uppdateras. Våra specialister arbetar i olika delar av landet och producerar över 10 dokument om dagen. Genom åren har våra dokument hjälpt många människor att lösa anställningsproblem eller gå över till högre betalda jobb. Vi har fått förtroende och erkännande bland kunderna, så det finns absolut ingen anledning för oss att göra detta. Dessutom är det helt enkelt omöjligt att göra det fysiskt: du betalar för din beställning när du tar emot den i dina händer, det finns ingen förskottsbetalning.

Kan jag beställa ett diplom från vilket universitet som helst? Svar I allmänhet, ja. Vi har arbetat inom detta område i nästan 12 år. Under denna tid har en nästan komplett databas med dokument utgivna av nästan alla universitet i landet och utomlands bildats. olika år emission. Allt du behöver är att välja universitet, specialitet, dokument och fylla i ett beställningsformulär.

Vad ska jag göra om jag hittar stavfel och fel i ett dokument? Svar När du tar emot ett dokument från vårt bud eller postföretag rekommenderar vi att du noggrant kontrollerar alla detaljer. Om ett stavfel, fel eller felaktighet upptäcks har du rätt att inte ta diplomet, och du måste personligen ange de upptäckta bristerna för kuriren eller i skrift genom att skicka ett mejl.
Så snart som möjligt kommer vi att korrigera dokumentet och skicka det igen till angiven adress. Självklart kommer frakten att betalas av vårt företag.
För att undvika sådana missförstånd, innan vi fyller i originalformuläret, skickar vi en layout av det framtida dokumentet till kundens mail för verifiering och godkännande av den slutliga versionen. Innan vi skickar dokumentet med bud eller post tar vi också ett extra foto och video (inklusive i ultraviolett ljus) så att du har en visuell uppfattning om vad du kommer att få i slutändan.

Vad behöver du göra för att beställa ett diplom från ditt företag? Svar För att beställa ett dokument (intyg, examensbevis, akademiskt intyg etc.) måste du fylla i en onlinebeställningsblankett på vår hemsida eller tillhandahålla din e-post så att vi skickar ett frågeformulär till dig, som du behöver fylla i och skicka tillbaka till oss.
Om du inte vet vad du ska ange i något fält i beställningsformuläret/enkäten, lämna dem tomma. Därför kommer vi att klargöra all information som saknas via telefon.

Senaste recensioner

Oleg:

Han studerade till programmerare, fick jobb i en organisation som var en internetleverantör. Medan jag var ungkarl bodde jag hos mina föräldrar, min lön räckte för mig. Vid 25 års ålder träffade han en tjej och gifte sig. Barn föddes ett efter ett. Min lön räckte knappt till mat. Min fru och jag bestämde att vi behövde förändra något. Vi bestämde oss för att vi behövde lära oss ett nytt yrke utomlands. Hittade dina tjänster online. Jag beställde ett diplom. Jag åkte till ett annat land, fick ett jobb, jag får en bra belöning. Köpte en lyxbil. Killar, Gud välsigne er!

Olga:

Jag studerade på korrespondensavdelningen i högre läroanstalt. När jag fick mitt diplom hoppades jag omedelbart få ett prestigefyllt jobb. Men konkurrensen var mycket hög, fler än tio personer sökte en plats. Jag var tvungen att gå med på att arbeta inte inom min specialitet med en minimilön. Har jobbat så här i många år. Beslutade att byta. Jag vände mig till ditt företag för att få en tjänst vid framställning av ett profildiplom. Jag bytte yrke, jag är väldigt glad att det hände. Tack killar!

Edward:

Jag hade aldrig förtroende för sådana företag, men mina tvivel skingrades när jag bestämde mig för att söka själv. Tyvärr, på grund av en olycka, förlorade jag nästan alla dokument, bland dem var ett diplom, och utan det kunde jag inte ens få ett jobb. För att inte slösa tid på att återställa dokumentet bestämde jag mig för att kontrollera det här företagets arbete. Jag ringde det angivna numret och beställde. Diplom erhållet inom angiven tid. Kvalitet nöjd, likheten med originalet på 100%.

Irina:

God kväll tack för ditt arbete! Nöjd med kvaliteten på dokumenten. När jag kom till jobbet efter att ha köpt ett diplom såg jag att chefen hade ett dokument från samma universitet! Jag blev väldigt rädd, det visade sig att hon inte kontrollerar dokumentationen för databasen, utan jämför den med sin egen (sigill, signaturer). Vad var min förvåning när hon inte ens märkte något misstänkt. Om chefen trodde, så nu kan du inte vara rädd för andra kontroller. Tack så mycket.

Maksim:

Jag köpte ett diplom här, jag trodde inte ens att det skulle bli så Perfekt kvalite. Levereras på mindre än 5 dagar. All data skrivs utan fel, den går genom databasen. Jag vill också tacka för effektiviteten, chefen kontaktade mig mycket snabbt, tog hänsyn till alla mina önskemål. Arbetet utfördes perfekt - som jag behövde tackar jag företaget för det utmärkta arbetet!

Rita:

På jobbet behövde jag akut ett diplom för att gå på befordran. För tilldelning av ett diplom högre utbildning Jag hade bara en vecka. Den enda utvägen för mig var att köpa ett diplom. Chefen svarade omedelbart, klargjorde all information, och fyra dagar senare var diplomet i mina händer. Jag var mycket orolig för om arbetet skulle bli bra. Mottaget på posten, betalat där, så ingen risk. Nöjd, allt är som i originalet, tack.

Varje makroskopisk kropp har energi på grund av dess mikrotillstånd. Detta energi kallad inre(betecknas U). Det är lika med energin av rörelse och interaktion av mikropartiklar som utgör kroppen. Så, inre energi idealisk gas består av den kinetiska energin för alla dess molekyler, eftersom deras interaktion i detta fall kan försummas. Därför det inre energi beror bara på gasens temperatur ( u~T).

Den ideala gasmodellen antar att molekylerna befinner sig på ett avstånd av flera diametrar från varandra. Därför är energin i deras interaktion mycket mindre än rörelseenergin och kan ignoreras.

I verkliga gaser, vätskor och fasta ämnen kan interaktionen mellan mikropartiklar (atomer, molekyler, joner, etc.) inte försummas, eftersom det väsentligt påverkar deras egenskaper. Därför deras inre energi består av den kinetiska energin av mikropartiklars termiska rörelse och den potentiella energin för deras interaktion. Deras inre energi, förutom temperatur T, kommer också att bero på volymen V, eftersom en förändring i volym påverkar avståndet mellan atomer och molekyler, och följaktligen den potentiella energin av deras interaktion med varandra.

Inre energi är en funktion av kroppens tillstånd, som bestäms av dess temperaturToch volym V.

Inre energi bestäms unikt av temperaturenT och kroppsvolym V som kännetecknar dess tillstånd:U=U(T, V)

Till ändra inre energi kroppar, är det nödvändigt att faktiskt ändra antingen den kinetiska energin för den termiska rörelsen hos mikropartiklar, eller den potentiella energin för deras interaktion (eller båda). Som du vet kan detta göras på två sätt - genom värmeöverföring eller som ett resultat av att utföra arbete. I det första fallet händer detta på grund av överföringen av en viss mängd värme Q; i den andra - på grund av utförandet av arbetet A.

Således, mängden värme och det utförda arbetet är ett mått på förändring i kroppens inre energi:

Δ U=Q+A.

Förändringen i inre energi uppstår på grund av en viss mängd värme som ges eller tas emot av kroppen eller på grund av arbetets utförande.

Om endast värmeöverföring sker, då förändringen inre energi uppstår genom att ta emot eller avge en viss mängd värme: Δ U=F. När man värmer eller kyler en kropp är det lika med:

Δ U=F = centimeter(T 2 - T 1) =centimeterΔT.

Vid smältning eller kristallisering av fasta ämnen inre energi förändringar på grund av en förändring i den potentiella energin i interaktionen mellan mikropartiklar, eftersom det finns strukturella förändringar i materiens struktur. I detta fall är förändringen i inre energi lika med kroppens smältvärme (kristallisation): Δ U-Q pl \u003dλ m, Var λ - specifikt smältvärme (kristallisation) av en fast kropp.

Avdunstning av vätskor eller kondensering av ånga orsakar också en förändring inre energi, vilket är lika med förångningsvärmet: Δ U=Q p =rm, Var r- specifikt förångningsvärme (kondensation) av vätskan.

Förändra inre energi kropp på grund av utförandet av mekaniskt arbete (utan värmeöverföring) är numeriskt lika med värdet av detta arbete: Δ U=A.

Om en förändring i intern energi uppstår som ett resultat av värmeöverföring, dåΔ U=Q=centimeter(T2 —T1),ellerΔ U= Q pl = λ m,ellerΔ U=Fn =rm.

Därför, ur molekylfysikens synvinkel: material från webbplatsen

Kroppens inre energi är summan av den kinetiska energin för den termiska rörelsen av atomer, molekyler eller andra partiklar som den består av, och den potentiella energin för interaktion mellan dem; ur en termodynamisk synvinkel är det en funktion av kroppens tillstånd (system av kroppar), som bestäms unikt av dess makroparametrar - temperaturToch volym V.

Således, inre energiär systemets energi, som beror på dess inre tillstånd. Den består av energin från termisk rörelse för alla mikropartiklar i systemet (molekyler, atomer, joner, elektroner, etc.) och energin för deras interaktion. Det är praktiskt taget omöjligt att bestämma det fulla värdet av intern energi, därför beräknas förändringen i intern energi Δ u, som uppstår på grund av värmeöverföring och utförandet av arbetet.

En kropps inre energi är lika med summan av den kinetiska energin för termisk rörelse och den potentiella interaktionsenergin för dess ingående mikropartiklar.

På denna sida finns material om ämnena: