« Fizica - Gradul 10 »
Fenomenele termice pot fi descrise utilizând valori (parametrii macroscopici) măsurați prin instrumente cum ar fi un manometru și termometru. Aceste dispozitive nu reacționează la efectele moleculelor individuale. Teoria proceselor termice în care nu este luată în considerare structura moleculară a corpurilor thermodynamica.. În termodinamică, procesele sunt luate în considerare în ceea ce privește conversia căldurii în alte tipuri de energie.
Ce este energia internă.
Ce moduri de a schimba energia internă știi?
Termodinamica a fost creată în mijlocul secolului al XIX-lea. După deschiderea legii conservării energiei. Se bazează pe conceptul energie interna. Numele "intern" implică luarea în considerare a sistemului ca ansamblu de molecule în mișcare și interacțiune. Să trăim cu privire la întrebarea despre care există conexiuni între termodinamică și teoria moleculară-kinetică.
Termodinamică și mecanică statistică.
Prima teorie științifică a proceselor termice nu a fost o teorie moleculară-kinetică, ci termodinamică.
Termodinamica a avut loc atunci când studiază condițiile optime pentru utilizarea căldurii la locul de muncă. Acest lucru sa întâmplat în mijlocul secolului al XIX-lea, cu mult înainte ca teoria moleculară-kinetică să fie recunoașterea universală. În același timp, sa demonstrat că, împreună cu energia mecanică, corpurile macroscopice posedă, de asemenea, energia închisă în interiorul telului.
Acum, în domeniul științei și tehnologiei în studiul fenomenelor termice, se utilizează atât termodinamica, cât și teoria moleculară-kinetică. În fizica teoretică, se numește teoria cinetică moleculară mecanica statistică
Mecanica termodinamică și statistică sunt studiate numai prin diferite metode și aceleași fenomene și se completează reciproc reciproc.
Sistem termodinamic Numită o combinație de corpuri de interacțiune care schimbă energie și substanță.
Energia internă în teoria moleculară-kinetică.
Principalul concept în termodinamică este conceptul de energie internă.
Energia corporală internă (Sisteme) este suma energiei cinetice a mișcării termice haotice a moleculelor și a energiei potențiale a interacțiunii lor.
Energia mecanică a corpului (sistem) ca întreg nu este inclusă în energia internă. De exemplu, energia internă a gazelor în două nave identice în condiții egale este aceeași, indiferent de mișcarea navelor și locația lor relativă între ele.
Calculați energia interioară a corpului (sau schimbarea acestuia), ținând cont de mișcarea moleculelor individuale și poziția acestora față de cealaltă, aproape imposibilă datorită unui număr mare de molecule în corpurile macroscopice. Prin urmare, este necesar să se poată determina valoarea energiei interne (sau modificarea acestuia) în funcție de parametrii macroscopici care pot fi măsurați direct.
Energia internă a gazului unic perfect andomic.
Calculăm energia internă a gazului unic-nominal perfect.
Conform modelului molecula ideală de gaz, nu interacționați între ele, prin urmare, energia potențială a interacțiunii lor este zero. Întreaga energie internă a gazului perfect este determinată de energia cinetică a mișcării neregulate a moleculelor sale.
Pentru a calcula energia internă a gazului unic nuclear ideal, trebuie să multiplicăm energia kinetică medie a unui atom la numărul de atomi. Având în vedere că KN A \u003d R, obținem formula pentru energia internă a gazului ideal:
Energia internă a gazului unic nuclear ideal este direct proporțională cu temperatura absolută.
Nu depinde de volumul și de alți parametri ai sistemului macroscopic.
Schimbarea energiei interne a gazului ideal
i.E. este determinată de temperaturile stărilor inițiale și cele finale ale gazului și nu depind de acest proces.
Dacă gazul perfect constă din molecule mai complexe decât un nume, energia sa internă este, de asemenea, proporțională cu temperatura absolută, dar coeficientul de proporționalitate între U și T este altul. Se explică prin faptul că moleculele complexe nu se mișcă nu numai progresiv, ci și se rotesc și fluctuează relativ la dispozițiile lor de echilibru. Energia internă a acestor gaze este egală cu suma energiilor mișcărilor de molecule translaționale, rotite și oscilante. În consecință, energia internă a gazului polihidric este mai mare decât energia gazului unic osteomic la aceeași temperatură.
Dependența energiei interne din parametrii macroscopici.
Am constatat că energia internă a gazului perfect depinde de un parametru - temperatura.
Gaze reale, lichide și corpuri solide Energia medie a interacțiunii moleculelor nu egale cu zero. Adevărat, pentru gaze, este mult mai puțin decât energia kinetică medie a moleculelor, dar pentru corpurile solide și lichide sunt comparabile cu aceasta.
Energia medie potențială a interacțiunii moleculelor de gaz depinde de volumul substanței, deoarece atunci când volumul se schimbă, distanța medie între molecule se schimbă. În consecință, energia internă a gazului real în termodinamică, în general, depinde împreună cu temperatura T și de la volum V.
Este posibil ca energia internă a gazului real să depine de presiune, pe baza faptului că presiunea poate fi exprimată prin volumul temperaturii și gazului.
Valorile parametrilor macroscopici (temperatura T volum V etc.) determină în mod unic starea telului. Prin urmare, ele determină energia internă a corpurilor macroscopice.
Energia internă U de corpuri macroscopice este determinată în mod unic de parametrii care caracterizează starea acestor corpuri: temperatură și volum.
Particulele oricărui corp - atomi sau molecule - fac o mișcare neîncetată haotică (așa-numitul traficul de căldură). Prin urmare, fiecare particulă are o anumită energie cinetică.
În plus, particulele substanței interacționează cu alte forțe de atracție și repulsie electrică, precum și prin forțe nucleare. Prin urmare, întregul sistem de particule din acest corp are, de asemenea, energie potențială.
Energia cinetică a mișcării de căldură a particulelor și energia potențială a interacțiunii lor formează împreună un nou tip de energie care nu este alimentat de energia mecanică a corpului (adică energia cinetică a mișcării corpului ca întreg și potențial energia interacțiunii sale cu alte corpuri). Acest tip de energie se numește energie internă.
Energia internă a corpului este energia kinetică totală a mișcării termice a particulelor sale, plus energia potențială a interacțiunii lor unul cu celălalt.
Energia internă a sistemului termodinamic este suma energiilor interne ale corpurilor din sistem.
Astfel, energia internă a corpului formează următorii termeni.
1. Energia cinetică a mișcării haotice continuă a particulelor corporale.
2. Energia potențială a moleculelor (atomii) cauzată de forțele interacțiunii intermoleculare.
3. Energia electronică în atomi.
4. Energia inițială.
În cazul celui mai simplu model al substanței - gazul perfect - pentru energia internă, este posibil să se obțină o formulă evidentă.
Energia potențială a interacțiunii particulelor de gaz perfecte este zero (ne amintim că în modelul gazului ideal neglijăm interacțiunea particulelor la distanță). Prin urmare, energia internă a gazului unic osteomic este redusă la energia kinetică totală a translaționalului (în gaz polihidric, este necesar să se ia în considerare în continuare rotația moleculelor și fluctuațiilor atomilor din interiorul moleculelor) a atomilor săi. Această energie poate fi găsită, înmulțită cu numărul de atomi de gaz pe energia kinetică medie a unui atom:
Vedem că energia internă a gazului perfect (compoziția de masă și chimică este neschimbată) este o funcție a temperaturii sale. În cazul real al gazului, lichid sau solid, energia internă va depinde de volum - la urma urmei, cu o schimbare a volumului, aranjamentul reciproc al particulelor se schimbă și, ca rezultat, energia potențială a interacțiunii lor.
Cea mai importantă proprietate a energiei interne este că este funcția de stare Sistem termodinamic. Și anume, energia internă este definită cu siguranță printr-un set de parametri macroscopici care caracterizează sistemul și nu depinde de "preistoria" sistemului, adică. Din ce stat a fost înainte și cât de concret a fost în această stare.
Astfel, atunci când comutarea unui sistem de la o altă modificare a energiei sale interne este determinată numai de stările inițiale și finale ale sistemului și nu depinde De la calea tranziției de la starea inițială la final. Dacă sistemul revine la starea inițială, atunci schimbarea energiei sale interne este zero.
Experiența arată că există doar două modalități de a schimba energia interioară a corpului:
Făcând lucrări mecanice;
transfer de căldură.
Pur și simplu, încălzirea fierului se poate face doar două moduri fundamentale diferite: frecați-l cu ceva sau puneți foc :-) Luați în considerare aceste metode în detaliu.
Dacă se efectuează munca peste Corpul, energia internă a corpului crește.
De exemplu, un cui după impact este încălzit și ușor deformat. Dar temperatura este o măsură a energiei cinetice mijlocii a particulelor corporale. Încălzirea unghiei mărturisește la o creștere a energiei cinetice a particulelor sale: de fapt, particulele accelerează de la lovitura de ciocan și de la frecare a unghiei de pe tablă.
Deformarea nu este altceva decât o deplasare a particulelor relative între ele; Unghiul după impact se confruntă cu deformarea compresiei, particulele sale se apropie, forța de repulsie crește între ele, ceea ce duce la o creștere a energiei potențiale a particulelor de unghii.
Deci, energia internă a unghiei a crescut. Acesta a fost rezultatul Comisiei de muncă - lucrarea a fost făcută de ciocanul și puterea frecării cu privire la consiliul de administrație.
Dacă lucrarea este efectuată samim. corp, energia internă a corpului scade.
Lăsați, de exemplu, aerul comprimat în vasul izolat termic sub piston să se extindă și ridică o anumită încărcătură, făcând astfel lucrarea (se numește procesul în vasul izolat termic aDIABATU.. Vom studia procesul adiabatic atunci când analizăm prima lege a termodinamicii). În timpul unui astfel de proces, aerul va fi răcit - moleculele sale, lovind după pistonul în mișcare, dă-i o parte din energia lui cinetică. (La fel ca un jucător de fotbal, oprirea piciorului rapid zboară, o face din Mingea și își stinge viteza.) A devenit, energia internă a aerului scade.
Aerul, astfel, face munca în detrimentul energiei sale interne: deoarece nava este izolată termic, nu există nici un aflux de energie în aer din orice surse externe și să atragă energie pentru a efectua aerul poate numai din propriile stocuri .
Transferul de căldură este procesul de tranziție a energiei interne de la un corp mai cald la un răcitor, care nu este legat de comisia de muncă mecanică.. Transferul de căldură poate fi realizat fie cu contact direct al corpurilor, fie printr-un mediu intermediar (și chiar printr-un vid). Transferul de căldură se numește înapoi schimb de caldura.
Trei tipuri de transfer de căldură se disting: conductivitatea termică, convecție și radiații termice.
Acum ne vom uita la ele în detaliu.
Dacă tija de fier suge un capăt în foc, atunci știm, nu o veți ține în mână. Constatarea în domeniul temperaturii ridicate, atomii de fier încep să fluctueze mai intens (adică dobândesc energie cinetică suplimentară) și cauzează lovituri mai puternice în vecinii lor.
Energia cinetică a atomilor vecini este, de asemenea, în creștere, iar acum acești atomi raportează o energie cinetică suplimentară vecinilor lor. Deci, de la site la sectorul, căldura se întinde treptat peste tijă - de la capătul sfârșitului până la mâna noastră. Aceasta este conductivitatea termică (figura 1) (imaginea de la EducațieLelectronicsusa.com).
Smochin. 1. Conducta de căldură
Conductivitatea termică este transferul energiei interne din părți mai încălzite ale corpului la mai puțin încălzite datorită mișcării termice și interacțiunii particulelor corpului.
Conductivitatea termică a diferitelor substanțe este diferită. Conductivitatea termică ridicată sunt metale: cele mai bune conductoare de căldură sunt argint, cupru și aur. Conductivitatea termică a lichidelor este mult mai mică. Gazele sunt căldură atât de rău încât aparțin deja izolatoarelor de căldură: moleculele de gaze datorate distanțelor lungi între ele interacționează slab între ele. De aceea, de exemplu, cadrele duble sunt realizate în ferestre: stratul de aer împiedică îngrijirea căldurii).
Conductorii de căldură proastă sunt, prin urmare, corpuri poroase - cum ar fi cărămidă, vată de bumbac sau blană. Ele conțin aer în porii lor. Nu e de mirare că casele de cărămidă sunt considerate cele mai calde și în îngheț, oamenii poartă haine de blană și jachete cu un strat de puf sau sinteză.
Dar dacă aerul face căldura atât de rău, atunci de ce se încălzește din camera bateriei?
Acest lucru se datorează altui tip de transfer de căldură - convecție.
Convecția este transferul energiei interne în lichide sau gaze ca urmare a circulației fluxurilor și a agitare a substanței.
Aerul apropiat de baterie se încălzește și se extinde. Forța care acționează asupra acestui aer rămâne aceeași, iar puterea de evacuare din aerul exterior crește, astfel încât aerul încălzit să înceapă să apară până la tavan. Ea vine la aer rece (același proces, dar într-o scară mult mai ambițioasă, se întâmplă în mod constant în natură: acesta este modul în care apare vântul), cu care același lucru este repetat.
Ca rezultat, se stabilește circulația aerului, care servește drept exemplu de convecție - distribuția căldurii în cameră se realizează prin fluxul de aer.
Un proces complet similar poate fi observat în lichid. Când puneți o fierbător sau cratiță de apă pe placă, încălzirea apei are loc în primul rând datorită convecției (contribuția conductivității termice a apei este foarte nesemnificativă aici).
Fluxurile de convecție în aer și lichid sunt prezentate în fig. 2 (imagini de la fizica.arizona.edu).
Smochin. 2. Convecție
În corpuri solide, convecția este absentă: forțele de interacțiune ale particulelor sunt mari, particulele fluctuează punctele spațiale fixe (noduri de rețea cristalină) și nici un flux de substanță nu se pot forma în astfel de condiții.
Pentru a circula fluxurile de convecție la încălzirea camerei este necesară pentru aerul încălzit a fost locul unde să apară. Dacă radiatorul este instalat sub tavan, atunci nu va apărea nicio circulație - aer cald sub tavan și rămâne. De aceea sunt plasate dispozitive de încălzire jos Camere. Din același motiv, ceainicul a pus pe Focul, rezultând în straturile încălzite de apă, ridicarea, inferior până la locul este mai rece.
Dimpotrivă, aparatul de aer condiționat trebuie să fie amplasat cât mai mare: atunci aerul răcit va începe să coboare, iar cu cât mai cald va veni la locul său. Circulația va merge în direcția opusă comparativ cu fluxul de fluxuri atunci când încălzește camera.
Cum face pământul de la soare? Conductivitatea și convecția termică sunt excluse: suntem separați de 150 de milioane de kilometri de spațiu fără aer.
Al treilea tip de transfer de căldură funcționează aici - radiația de căldură. Radiațiile pot fi distribuite atât în \u200b\u200bsubstanță, cât și în vid. Cum se întâmplă?
Se pare că câmpurile electrice și magnetice sunt strâns legate între ele și au o proprietate remarcabilă. Dacă câmpul electric se modifică cu timpul, acesta generează un câmp magnetic, care, în general, se schimbă și cu timpul (mai mult despre acest lucru va fi descris în foaia de inducție electromagnetică). La rândul său, câmpul magnetic variabil generează un câmp electric alternativ care generează din nou un câmp magnetic variabil, care generează din nou un câmp electric alternativ ...
Ca urmare a dezvoltării acestui proces în spațiu se aplică valor electromagnetic - "a crescut" de fiecare alte câmpuri electrice și magnetice. Ca și sunetul, undele electromagnetice au o viteză de viteză și frecvență - în acest caz, această frecvență cu care ezită în valul de magnitudinea și direcția câmpurilor. Lumina vizibilă este un caz special de undele electromagnetice.
Viteza de propagare a undelor electromagnetice în vid este imensă: km / s. Deci, de la sol până la lună, lumina merge puțin mai mult de o secundă.
Gama de frecvențe de unde electromagnetice este foarte largă. Vom vorbi despre scara undelor electromagnetice în detaliu în bucata de hârtie corespunzătoare. Aici observăm doar că lumina vizibilă este o gamă mică de această scară. Mai jos este frecvența radiației infraroșii, deasupra - frecvența radiației ultraviolete.
Reamintim acum că atomii, fiind în general neutri din punct de vedere electric, conțin protonii încărcați pozitiv și electroni încărcați negativ. Aceste particule încărcate, făcând mișcări haotice împreună cu atomii, creează variabile de câmpuri electrice și, prin urmare, emit unde electromagnetice. Aceste valuri sunt numite radiație termala - În același timp, că sursa lor servește mișcarea termică a particulelor de materie.
Sursa radiației termice este orice organism. În acest caz, radiația participă la energia sa internă. După ce s-au întâlnit cu atomii unui alt corp, radiația le accelerează cu câmpul electric oscilant, iar energia internă a acestui organism crește. Așa ne încălzim în soare.
La temperaturi normale, frecvența radiației termice se află în intervalul infraroșu, astfel încât ochiul nu o percepe (nu vedem cum suntem "strălucind"). Când corpul este încălzit, atomii săi încep să radieze valurile de frecvențe mai mari. Cuiul de fier poate fi împărțit - aduce la o astfel de temperatură încât radiația termică va fi eliberată în partea inferioară (roșie) a intervalului vizibil. Și soarele ni se pare alb galben: temperatura de pe suprafața soarelui este atât de mare încât toate frecvențele luminii vizibile sunt prezente în spectrul radiației sale și chiar ultraviolete, datorită căruia îi facem plajă.
Să aruncăm o privire la trei tipuri de transfer de căldură (Fig.3) (imagini de pe site beodom.com).
Smochin. 3. Trei tipuri de transfer termic: conductivitate termică, convecție și radiații
Energia este o măsură comună a diferitelor forme de mișcare a materiei. În consecință, formele de mișcare a materiei se disting între tipurile de energie - mecanică, electrică, chimică etc. Orice sistem termodinamic în orice condiție are o rezervă de energie, a cărei existență a fost dovedită de R. Clausius (1850) și a primit numele de energie internă.
Energie interna (U) este energia tuturor tipurilor de mișcare a microparticulelor care alcătuiesc sistemul și energia interacțiunii lor între ei.
Energia internă este constată în energia circulației translaționale, rotite și oscilative a particulelor, a energiei interacțiunilor intermoleculare și intramoleculare, intra-industriale și intracereriale etc.
Energia interacțiunii intramoleculare, adică Energia interacțiunii atomilor în moleculă este adesea numită energie chimica . Schimbarea acestei energii are loc în transformările chimice.
Pentru analiza termodinamică, nu este nevoie să știți din care forme de mișcare a problemei există o energie internă.
Furnizarea de energie internă depinde numai de starea sistemului. În consecință, energia internă poate fi considerată una dintre caracteristicile acestora ale acestui stat la egalitate cu astfel de valori ca presiune, temperatură.
Fiecare stare a sistemului corespunde unei valori strict definite a fiecărei proprietăți.
Dacă sistemul omogen din starea inițială are volumul V 1, presiunea P 1, temperatura T 1, energia internă U1, conductivitatea electrică specifică æ 1, etc., iar în starea finită, aceste proprietăți sunt egale cu V2, P 2, T2, U2, æ 2, etc., schimbarea fiecărei proprietăți la comutarea sistemului de la starea inițială la final va fi aceeași, indiferent de modul în care sistemul se deplasează de la o stare la alta: primul, al doilea sau al treilea (orezul 1.4).
Smochin. 1.4 Independența proprietăților sistemului de la calea tranziției sale
de la starea obișnuită la altul
Acestea. (U 2 - U 1) I \u003d (U 2 - U 1) II \u003d (U 2 - U 1) III (1.4)
Unde sunt figurile I, II, III, etc. Indică căile procesului. Prin urmare, dacă sistemul din starea inițială (1) în finala (2) va trece la o singură cale și de la final la început - pe altă cale, adică. Se efectuează un proces circular (ciclu), schimbarea fiecărei proprietăți a sistemului va fi zero.
Astfel, schimbarea funcției de stare a sistemului nu depinde de calea procesului și depinde numai de stările inițiale și finale ale sistemului. Schimbarea infinit de mică a proprietăților sistemului este, de obicei, semnul diferențial D. De exemplu, DU este o schimbare mică infinită a energiei interne etc.
În conformitate cu diferite forme de mișcare a materiei și diverse tipuri de energie, există diferite forme de schimb de energie (transmisie de energie) - forme de interacțiune. Thermodynamic examinează două forme de schimb de energie între sistem și mediu. Aceasta este o muncă și căldură.
Muncă.Cea mai vizuală formă de schimb de energie este o lucrare mecanică corespunzătoare formei mecanice de mișcare a materiei. Se produce atunci când organismul este mutat sub acțiunea rezistenței mecanice. În conformitate cu alte forme de mișcare a materiei, se disting alte tipuri de lucrări: electrice, chimice etc. Lucrarea este o formă de transmisie a unei mișcări comandate, organizate, deoarece efectuează corpul, particulele corpului se mișcă organizate într-o direcție. De exemplu, efectuarea lucrărilor la extinderea gazului. Moleculele de gaz din cilindrul sub piston sunt în mișcare haotică, dezordonată. Când gazul începe să deplaseze pistonul, adică o muncă mecanică, va fi impusă o mișcare organizată asupra mișcării neregulate a moleculelor de gaz: toate moleculele primesc o deplasare în direcția mișcării pistonului. Lucrările electrice sunt, de asemenea, asociate cu mișcarea organizată într-o anumită direcție de particule încărcate de materie.
Deoarece munca este o măsură a energiei transmise, cantitatea sa este măsurată în aceleași unități ca și energia.
Căldură. Forma schimbului de energie corespunzătoare mișcării haotice a microparticulelor care constituie sistemul este numită schimb de caldura, iar cantitatea de energie transmisă sub schimb de căldură este apelată căldură.
Schimbul de căldură nu este asociat cu o modificare a poziției corpurilor care constituie sistemul termodinamic și constă în transmisia directă a energiei prin molecule de un corp de către moleculele celuilalt în timpul contactului lor.
P. 
rOST vasul izolat (sistemul) separat în două părți cu o partiție conducătoare de căldură AB (figura 1.5). Să presupunem că în ambele părți ale navei este gazul.
Smochin. 1.5. La conceptul de căldură
În jumătatea stângă a vasului, temperatura gazului t1 și în dreapta 2. Dacă t 1\u003e t2, atunci energia cinetică medie ( 
) Moleculele de gaz din partea stângă a vasului, va exista mai multă energie cinetică de mijloc ( 
) În jumătatea dreaptă a navei.
Ca urmare a coliziunilor continue ale moleculelor despre partiția din jumătatea stângă a vasului, sunt transmise moleculele de partiție. Moleculele de gaze situate în jumătatea dreaptă a vasului, orientată spre partiție, vor dobândi o parte a energiei din moleculele sale.
Ca urmare a acestor ciocniri, energia cinetică a moleculelor din jumătatea stângă a vasului va scădea și în dreapta - creșterea; Temperaturile T 1 și T2 vor fi aliniate.
Deoarece căldura este o energie de măsurare, numărul său este măsurat în aceleași unități pe care energia. Astfel, schimbul de căldură și munca sunt forme de schimb de energie, iar cantitatea de căldură și cantitatea de funcționare sunt măsuri ale energiei transmise. Diferența dintre ele este că căldura este o formă de transmisie a mișcării microfizice, dezordonate a particulelor (și, în consecință, energia acestei mișcări), iar lucrarea este forma transferului de energie al unei mișcări ordonate și organizate .
Uneori spun: căldura (sau munca) este furnizată sau eliminată din sistem și trebuie înțeleasă că ar trebui să fie furnizată, iar căldura și munca este, prin urmare, energia nu este necesară utilizarea acestui tip de Expresii ca "alimentarea cu căldură" sau "terminică conține".
Pe măsură ce forma schimbului de energie (formele de interacțiune) a sistemului cu mediul, căldura și munca nu poate fi asociată cu orice stare specifică a sistemului, ele nu pot fi proprietățile sale și, prin urmare, funcțiile stării sale. Aceasta înseamnă că, dacă sistemul trece din starea inițială (1) la finală (2) diferite căi, căldura și munca vor avea valori diferite pentru diferite căi de tranziție (figura 1.6)
Cantitatea finală de căldură și de muncă este indicată de Q și A, și valori infinit de mici, conform ΔQ și ΔA. Valorile ΔQ și ΔA, în contrast cu du, nu sunt un diferențial complet, deoarece Q și A nu sunt funcții de stare.
Atunci când procesul de proces este predeterminat, munca și căldura vor dobândi proprietățile funcțiilor de stare a sistemului, adică. Valorile lor numerice vor fi determinate numai de stările inițiale și finale ale sistemului.
ENERGIE INTERNA termodinamic. Starea sistemului sistemului, energia sa, determinată de ext. condiție. Energia internă este pliată în OSN. Din Kinetich. Energia mișcării particulelor (atomi, molecule, ioni, electroni) și energie este corectă. între ele (intra și intermoleculară). O schimbare a energiei interne este influențată. Starea sistemului sub acțiunea externă. câmpuri; Energia internă include, în special, energia asociată cu polarizarea dielectrică în exterior. Electric. Câmpul și magnetizarea paramagnetsisului în exterior. Magn. camp. Kinetich. Sistemul energetic ca o energie întreagă și potențială din cauza spațiilor. Locația sistemului, energia internă nu pornește. În termodinamică, se determină numai schimbarea energiei interne. procese. Prin urmare, energia internă este specificată cu o precizie a unui anumit termen permanent, în funcție de energia adoptată pentru zero.Energia internă u ca stare a statului este introdusă de primul început al termodinamicii, potrivit unui TO-OM, diferența dintre căldura lui Q transmisă de sistem și lucrarea W realizată de sistem depinde numai de sistem pe statele inițiale și cele finale ale sistemului și nu depind de calea de tranziție, adică. reprezintă o schimbare a statului F-
În cazul în care U1 și U2 este energia internă a sistemului în stările inițiale și finale, respectiv. URS (1) exprimă legea conservării energiei în utilizarea termodinamică. Procese, adică procese, în care are loc transmisia de căldură. Pentru ciclick. Procesul care returnează sistemul la starea inițială; În procesele isochorny, adică Procesele la un volum constant, sistemul nu funcționează din cauza expansiunii, W \u003d 0 și căldura transmisă de sistem este egală cu creșterea energiei interne: Q V \u003d. Pentru ADIABATICH. procese atunci când Q \u003d 0, \u003d - W.
Energia internă a sistemului ca fiind formarea entropiei sale, volumul V și numărul de molii m I i-din acea componentă este un potențial termodinamic. Aceasta este o consecință a primului și al doilea principiu al termodinamicii și este exprimat de relația:
"
unde t este abs. T-RA, presiune P, -he. Potențialul componentei I-acea componentă. Semnul de egalitate se referă la procesele de echilibru, un semn de inegalitate, non-echilibru. Pentru un sistem cu valori predeterminate, S, V, M I (sistem închis într-o coajă adiabatică rigidă) Energia internă în echilibru este minimă. Scăderea internă a energiei în procesele reversibile la Constant V și S este egală cu max. Lucrare utilă (consultați funcționarea maximă a reacției).
Se numește dependența energiei interne a sistemului de echilibru de la T-Ry și volumul U \u003d F (t, V). Ecuația calorică a condiției. Derivatul energetic intern al T-RE cu un volum constant este egal cu capacitatea de căldură izochoretic:
Energia internă a gazului ideal din volum nu depinde și este determinată numai de T-Roy.
Determină experimental valoarea energiei interne, numărate din valoarea sa în ABS. Zero T-Ry. Definiția energiei interne necesită date privind capacitatea de căldură de la V (t), căldura tranzițiilor de fază și starea statului. Schimbați energia internă când Chem. R-a (în special, energia internă standard a formării B-BA) este determinată în funcție de datele privind efectele termice ale P-QII, precum și de datele spectrale. Teoretic. Calculul energiei interne se efectuează prin metode de statistică. Termodinamica, K-Paradium determină energia internă ca energia medie a sistemului în condițiile de izolație specificate (de exemplu, la o dată T, V, M I). Energia internă a gazului ideal cu o singură bovină este abordată din energia medie. mișcările moleculelor și energia medie a stărilor electronice excitate; Pentru gazele cu două și polihidrice, rotația medie a moleculelor și oscilațiile acestora în apropierea poziției echilibrului este, de asemenea, adăugată la această valoare. Energia internă 1.
Toate corpurile macroscopice care ne înconjoară în compoziția lor au particule: atomi sau molecule. Fiind în mișcare constantă, au simultan două tipuri de energie: cinetică și potențial și formează energie internă a corpului:
U \u003d σ e k + σ e p
Acest concept include, de asemenea, energia interacțiunii cu celălalt electroni, protoni, neutroni.
Există 3 modalități de schimbare:
Luați în considerare toate opțiunile în detaliu.
Dacă lucrarea este efectuată de organismul însuși, atunci energia sa internă va scădea și când lucrarea este efectuată deasupra corpului, energia sa internă va crește.
Cele mai simple exemple de energie în creștere sunt cazurile de minerit cu frecare:
Procesele termice asociate cu modificările temperaturii sunt, de asemenea, însoțite de modificări ale energiei interne. Dacă încălziți corpul, energia sa va crește.
Rezultatul reacțiilor chimice este conversia substanțelor diferite una de cealaltă prin structură și compoziție. De exemplu, în procesul de combustie a combustibilului după un compus de hidrogen cu oxigen, se formează oxidul de carbon. Cu conexiunea acidului clorhidric cu zinc, hidrogenul este evidențiat și ca rezultat al arderii cu hidrogen, vaporii de apă sunt separați.
Energia internă a corpului se va schimba și se datorează tranziției electronilor de la o cochilie electronică pe altul.
Energia internă este o caracteristică a stării termice a corpului. Depinde de:
Această energie, în mod ideal, constă din energiile cinetice ale fiecărei particule, care se mișcă în mod aleatoriu și continuă și energia potențială a interacțiunii lor într-un anumit corp. Acest lucru se datorează modificării temperaturii, care este confirmată de experimentele lui Joule.
Pentru a calcula energia internă a gazului unic nominal Utilizarea ecuației:
În cazul în care, în funcție de schimbarea temperaturii, energia internă va varia (creșterea cu creșterea temperaturii și scăderea cu scăderea acestuia). Energia internă este o funcție de funcționare.
.jpg)