Дотоод энерги

Сэтгэл Ханамжтай

• Дотоод энергийн өөрчлөлт
• Дотоод энергийн жишээ
• Бусад төрлийн энерги

The дотоод энергиТермодинамикийн нэгдүгээр зарчмын дагуу энэ нь системийн доторх бөөмсийн санамсаргүй хөдөлгөөнтэй холбоотой гэж ойлгодог. Энэ нь хөдөлж буй биетүүдтэй холбоотой макроскопийн системийн эрэмбэтэй байдлаас ялгаатай бөгөөд энэ нь бичил болон молекулын масштабтай объектуудад агуулагдах энергийг хэлдэг.

A) Тийм, Объект бүрэн амарч, илт энерги дутагдаж (потенциал ч, кинетик ч биш) боловч хөдөлж буй молекулуудаар дүүрэн байж болно., секундэд өндөр хурдаар хөдөлж байна. Чухамдаа эдгээр молекулууд нь нүцгэн нүдээр ажиглагдах хөдөлгөөнгүй ч гэсэн химийн нөхцөл, микроскопийн хүчин зүйлээс хамааран бие биенээ татаж, няцаах болно.

Дотоод энерги нь асар их тоо хэмжээ гэж тооцогддог, өөрөөр хэлбэл тухайн бөөмийн систем дэх бодисын хэмжээтэй холбоотой. Дараа нь бусад бүх төрлийн энергийг агуулдаг тухайн бодисын атомд агуулагдах цахилгаан, кинетик, химийн болон потенциал.

Энэ төрлийн энергийг ихэвчлэн тэмдгээр дүрсэлдэг ЭСВЭЛ.

Дотоод энергийн өөрчлөлт

The дотоод энерги бөөмийн системүүд нь орон зайн байршил, олж авсан хэлбэрээс үл хамааран өөр өөр байж болно (шингэн ба хийн хувьд). Жишээлбэл, бөөмийн хаалттай системд дулааныг нэвтрүүлэхдээ дулааны энергийг нэмж, бүхэл бүтэн дотоод энергиэд нөлөөлдөг.

Гэсэн хэдий ч, дотоод энерги нь астатусын функц, өөрөөр хэлбэл энэ нь материйн хоёр төлөв байдлыг холбосон өөрчлөлтөд хамааралгүй, харин түүний анхны болон эцсийн төлөвт хамаарна. Тиймээс л тэр тухайн мөчлөгийн дотоод энергийн хэлбэлзлийн тооцоо үргэлж тэг байх болноУчир нь анхны төлөв ба эцсийн төлөв нь нэг юм.

Энэ өөрчлөлтийг тооцоолох томъёо нь:

ΔU = U_Б - ЭСВЭЛ_TO, систем нь А төлөвөөс В төлөвт шилжсэн.

ΔU = -W, механик ажлын тоо хэмжээг W хийсэн тохиолдолд системийн өргөжилт, дотоод энерги буурахад хүргэдэг.

ΔU = Q, бид дотоод энергийг нэмэгдүүлдэг дулааны энергийг нэмдэг.

ΔU = 0, дотоод энергийн мөчлөгийн өөрчлөлтийн үед.

Эдгээр болон бусад бүх тохиолдлуудыг систем дэх эрчим хүчийг хадгалах зарчмыг тодорхойлсон тэгшитгэлээр нэгтгэн дүгнэж болно.

ΔU = Q + W

Дотоод энергийн жишээ

1. Батерей. Цэнэглэгдсэн батерейны бие нь ашиглах боломжтой дотоод энергийг агуулдаг химийн урвал хүчил ба хүнд металлын хооронд. Дотоод энерги нь цахилгаан ачаалал дуусах үед илүү их байх болно, гэхдээ хэрэглэсэн үед бага байх болно, гэхдээ цэнэглэдэг батерейны хувьд энэ гаралтыг цахилгаан эрчим хүчээр хангах замаар дахин нэмэгдүүлэх боломжтой.
2. Шахсан хий. Хий нь агуулагдах савны нийт эзэлхүүнийг эзэлдэг тул дотоод орон зай их байх тусам дотоод энерги нь өөр өөр байх бөгөөд бага байх үед нэмэгдэх болно. Тиймээс өрөөнд тархсан хий нь цилиндрт шахахаас хамаагүй бага дотоод энергитэй байдаг, учир нь түүний хэсгүүд илүү нягт харилцан үйлчлэх болно.
3. Бодисын температурыг нэмэгдүүлэх. Хэрэв бид жишээлбэл, нэг грамм ус, нэг грамм зэсийн температурыг 0 ° C -ийн температурт нэмэгдүүлэх юм бол ижил хэмжээтэй бодис хэдий ч мөс илүү их хэмжээгээр шаарддаг болохыг бид анзаарах болно. хүссэн температурт хүрэх нийт энерги. Учир нь түүний өвөрмөц дулаан нь илүү өндөр байдаг, өөрөөр хэлбэл түүний тоосонцор нь зэсийнхээс ялгарах энергийг хүлээн авах чадвар багатай байдаг тул дулааныг дотоод энергидээ илүү удаан нэмдэг.
4. Шингэнийг сэгсрэх. Бид элсэн чихэр, давсыг усанд уусгах эсвэл ижил төстэй хольцыг сурталчлахдаа ихэвчлэн илүү их уусалтыг өдөөх зорилгоор багажаар шингэнийг сэгсэрдэг. Энэ нь бидний үйл ажиллагаагаар хангагдсан ажлын хэмжээ (W) -ийг нэвтрүүлснээр бий болсон системийн дотоод энерги нэмэгдсэнтэй холбоотой бөгөөд энэ нь оролцож буй хэсгүүдийн хоорондох химийн урвалын идэвхийг нэмэгдүүлдэг.
5. Ууруснаас. Усыг буцалгасны дараа уур нь сав дахь шингэн уснаас илүү дотоод энергитэй болохыг бид анзаарах болно. Энэ нь ижилхэн байсан ч гэсэн юм молекулууд (нэгдэл өөрчлөгдөөгүй), физик өөрчлөлтийг өдөөхийн тулд бид тодорхой хэмжээний илчлэг энергийг (Q) усанд нэмж, түүний тоосонцорыг илүү их хөдөлгөдөг.

Бусад төрлийн энерги