İçsel enerji

İçerik

• İç enerji değişimi
• İç enerji örnekleri
• Diğer enerji türleri

içsel enerjiTermodinamiğin Birinci İlkesine göre, bir sistem içindeki parçacıkların rastgele hareketine bağlı olduğu anlaşılır. Hareket eden nesnelerle ilişkili makroskopik sistemlerin düzenli enerjisinden farklıdır, çünkü nesnelerin mikroskobik ve moleküler ölçekte içerdiği enerjiye atıfta bulunur.

Yani, bir nesne tamamen hareketsiz olabilir ve görünür enerjiden yoksun olabilir (ne potansiyel ne de kinetik) ve yine de hareketli moleküllerle dolu olabilir, saniyede yüksek hızlarda hareket ediyor. Aslında bu moleküller, çıplak gözle gözlemlenebilir bir hareket olmamasına rağmen kimyasal durumlarına ve mikroskobik faktörlere bağlı olarak birbirlerini çekecek ve iteceklerdir.

İç enerji, belirli bir parçacık sistemindeki madde miktarı ile ilgili olarak geniş bir miktar olarak kabul edilir. İyi diğer tüm enerji türlerini içerir belirli bir maddenin atomlarında bulunan elektriksel, kinetik, kimyasal ve potansiyel.

Bu tür bir enerji genellikle işaretiyle temsil edilir VEYA.

İç enerji değişimi

içsel enerji Parçacık sistemlerinin oranı, uzaysal konumlarına veya edinilmiş şekline bakılmaksızın (sıvılar ve gazlar durumunda) değişebilir. Örneğin, kapalı bir parçacık sistemine ısı verilirken, bütünün iç enerjisini etkileyecek termal enerji eklenir.

Ama yine de, iç enerji birdurum işleviyani, maddenin iki halini birbirine bağlayan varyasyona değil, onun başlangıç ​​ve son durumuna ilgiliydi. Bu yüzden belirli bir döngüde iç enerjinin değişiminin hesaplanması her zaman sıfır olacaktırçünkü ilk durum ve son durum bir ve aynıdır.

Bu varyasyonu hesaplamak için kullanılan formülasyonlar şunlardır:

ΔU = U_B - VEYA_KİME, sistemin A durumundan B durumuna geçtiği yer.

ΔU = -W, bir miktar mekanik iş W yapıldığı durumlarda, sistemin genişlemesi ve iç enerjisinin azalması ile sonuçlanır.

ΔU = Q, iç enerjiyi artıran ısı enerjisi eklediğimiz durumlarda.

U = 0, iç enerjide döngüsel değişiklikler olması durumunda.

Tüm bu durumlar ve diğerleri, sistemdeki Enerjinin Korunması Prensibini açıklayan bir denklemde özetlenebilir:

ΔU = Q + W

İç enerji örnekleri

1. Piller. Şarj edilmiş pillerin gövdesinde kullanılabilir bir dahili enerji bulunur. kimyasal reaksiyonlar içindeki asitler ve ağır metaller arasında. Söz konusu dahili enerji, elektrik yükü tamamlandığında daha büyük olacak ve tüketildiğinde daha az olacaktır, ancak tekrar şarj edilebilir piller durumunda bu enerji, prizden elektrik verilerek tekrar artırılabilir.
2. Sıkıştırılmış gazlar. Gazların, içinde bulundukları kabın toplam hacmini işgal etme eğiliminde olduğu düşünüldüğünde, iç enerjileri bu alan miktarı arttıkça değişecek ve daha az olduğunda artacaktır. Bu nedenle, bir odaya dağılan bir gaz, onu bir silindire sıkıştırdığımıza göre daha az iç enerjiye sahiptir, çünkü parçacıkları daha yakından etkileşime girmeye zorlanacaktır.
3. Maddenin sıcaklığını artırın. Örneğin, her ikisi de 0 ° C taban sıcaklığında bir gram su ve bir gram bakırın sıcaklığını arttırırsak, aynı miktarda madde olmasına rağmen, buzun daha büyük miktarda toplam enerji gerektireceğini fark ederiz. istenen sıcaklığa ulaşmak için. Bunun nedeni, özgül ısısının daha yüksek olması, yani partiküllerinin, içeriye giren enerjiye bakırdan daha az alıcı olması ve iç enerjisine çok daha yavaş ısı eklemesidir.
4. Bir sıvı sallayın. Şekeri veya tuzu suda çözdüğümüzde veya benzer karışımları teşvik ettiğimizde, daha büyük bir çözünmeyi desteklemek için genellikle sıvıyı bir aletle çalkalarız. Bunun nedeni, eylemimiz tarafından sağlanan bu miktarda işin (W) eklenmesiyle üretilen sistemin iç enerjisindeki artıştan kaynaklanmaktadır, bu da ilgili parçacıklar arasında daha büyük bir kimyasal reaktiviteye izin verir.
5. Buharsuyun. Su kaynadığında, buharın kaptaki sıvı sudan daha büyük bir iç enerjiye sahip olduğunu fark edeceğiz. Bunun nedeni, aynı olmasına rağmen moleküller (bileşik değişmedi), fiziksel dönüşümü tetiklemek için suya belirli bir miktar kalori enerjisi (Q) ekledik ve parçacıklarının daha fazla çalkalanmasını sağladık.

Diğer enerji türleri