Intern energi

Indhold

• Intern energivariation
• Eksempler på intern energi
• Andre typer energi

Det intern energiifølge det første princip om termodynamik forstås det som det, der er knyttet til den tilfældige bevægelse af partikler i et system. Det adskiller sig fra den bestilte energi fra makroskopiske systemer, der er forbundet med bevægelige objekter, idet den henviser til den energi, der er indeholdt i objekter i mikroskopisk og molekylær skala.

Så, et objekt kan være helt i ro og mangler tilsyneladende energi (hverken potentielt eller kinetisk) og alligevel være uforstyrret med bevægelige molekyler, bevæger sig med høje hastigheder pr. sekund. Faktisk vil disse molekyler tiltrække og afvise hinanden afhængigt af deres kemiske forhold og mikroskopiske faktorer, selvom der ikke er nogen observerbar bevægelse for det blotte øje.

Intern energi betragtes som en omfattende mængde, dvs. relateret til mængden af ​​stof i et givet partikelsystem. Godt omfatter alle andre former for energi elektrisk, kinetisk, kemisk og potentiale indeholdt i atomerne i et givet stof.

Denne type energi er normalt repræsenteret af tegnet ELLER.

Intern energivariation

Det intern energi af partikelsystemer kan variere, uanset deres rumlige position eller erhvervede form (i tilfælde af væsker og gasser). For eksempel, når der indføres varme i et lukket system af partikler, tilføjes termisk energi, der vil påvirke den indre energi i helheden.

Men alligevel intern energi er enstatusfunktion, det vil sige, at den ikke tager sig af variationen, der forbinder to materietilstande, men med den indledende og endelige tilstand af den. Det er derfor beregningen af ​​variationen af ​​intern energi i en given cyklus vil altid være nulda den oprindelige tilstand og den endelige tilstand er den samme.

Formuleringerne til beregning af denne variation er:

ΔU = U_B - ELLER_TIL, hvor systemet er gået fra tilstand A til tilstand B.

ΔU = -W, i tilfælde hvor en mængde mekanisk arbejde W udføres, hvilket resulterer i udvidelse af systemet og fald i dets interne energi.

ΔU = Q, i de tilfælde hvor vi tilføjer varmeenergi, der øger den indre energi.

ΔU = 0, i tilfælde af cykliske ændringer i intern energi.

Alle disse tilfælde og andre kan sammenfattes i en ligning, der beskriver princippet om energibesparelse i systemet:

ΔU = Q + W

Eksempler på intern energi

1. Batterier. I kroppen af ​​de opladede batterier er der anvendelig intern energi takket være kemiske reaktioner mellem syrer og tungmetaller indeni. Den interne energi vil være større, når dens elektriske belastning er komplet og mindre, når den er forbrugt, skønt i tilfælde af genopladelige batterier kan denne energi øges igen ved at indføre elektricitet fra stikkontakten.
2. Komprimerede gasser. I betragtning af at gasser har tendens til at optage det samlede volumen af ​​beholderen, hvori de er indeholdt, da deres indre energi vil variere, da denne mængde plads er større og vil stige, når den er mindre. Således har en gas spredt i et rum mindre indre energi, end hvis vi komprimerer den i en cylinder, da dens partikler vil blive tvunget til at interagere tættere.
3. Forøg materialets temperatur. Hvis vi forøger temperaturen på for eksempel et gram vand og et gram kobber, begge ved en basistemperatur på 0 ° C, vil vi bemærke, at isen på trods af at være den samme mængde stof vil kræve en større mængde total energi for at nå den ønskede temperatur. Dette skyldes, at dens specifikke varme er højere, det vil sige, at dens partikler er mindre modtagelige for den introducerede energi end kobber, hvilket tilføjer varme meget langsommere til sin indre energi.
4. Ryst en væske. Når vi opløser sukker eller salt i vand, eller vi fremmer lignende blandinger, ryster vi normalt væsken med et instrument for at fremme en større opløsning. Dette skyldes stigningen i den interne energi i systemet, der produceres ved introduktionen af ​​den mængde arbejde (W), der leveres af vores handling, hvilket muliggør en større kemisk reaktivitet mellem de involverede partikler.
5. Dampaf vand. Når vandet er kogt, bemærker vi, at dampen har en højere indre energi end det flydende vand i beholderen. Dette skyldes, på trods af at være den samme molekyler (forbindelsen har ikke ændret sig), for at inducere den fysiske transformation har vi tilføjet en vis mængde kalorieenergi (Q) til vandet, hvilket inducerer en større omrøring af dets partikler.

Andre typer energi