Indre energi

Innhold

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

De indre energi, ifølge det første prinsippet for termodynamikk, forstås det som det som er knyttet til den tilfeldige bevegelsen av partikler i et system. Den skiller seg fra den ordnede energien til makroskopiske systemer, assosiert med bevegelige objekter, ved at den refererer til energien som gjenstandene inneholder i mikroskopisk og molekylær skala.

Så, et objekt kan være helt i ro og mangler tilsynelatende energi (verken potensielt eller kinetisk), og likevel være i full fart med molekyler i bevegelse, beveger seg med høye hastigheter per sekund. Faktisk vil disse molekylene tiltrekke seg og avstøte hverandre avhengig av deres kjemiske forhold og mikroskopiske faktorer, til tross for at det med det blotte øye ikke er noen observerbar bevegelse.

Intern energi regnes som en omfattende mengde, det vil si relatert til mengden materie i et gitt partikelsystem. Vi vil omfatter alle andre former for energi elektrisk, kinetisk, kjemisk og potensielt i atomene til et gitt stoff.

Denne typen energi representeres vanligvis av tegnet ELLER.

Intern energivariasjon

De indre energi av partikelsystemer kan variere, uavhengig av deres romlige posisjon eller ervervede form (i tilfelle væsker og gasser). For eksempel, når man introduserer varme til et lukket system av partikler, tilsettes termisk energi som vil påvirke den indre energien til helheten.

Men uansett, indre energi er enstatusfunksjondet vil si at den ikke tar seg av variasjonen som forbinder to tilstander av materie, men med den opprinnelige og endelige tilstanden til den. Det er hvorfor beregningen av variasjonen av den interne energien i en gitt syklus vil alltid være nullsiden den opprinnelige tilstanden og den endelige tilstanden er den samme.

Formuleringene for å beregne denne variasjonen er:

ΔU = U_B - ELLER_TIL, der systemet har gått fra tilstand A til tilstand B.

ΔU = -W, i tilfeller der det utføres en mengde mekanisk arbeid W, noe som resulterer i utvidelse av systemet og reduksjon av dets indre energi.

ΔU = Q, i tilfeller der vi tilfører varmeenergi som øker den indre energien.

ΔU = 0, i tilfeller av sykliske endringer i intern energi.

Alle disse tilfellene og andre kan oppsummeres i en ligning som beskriver prinsippet om energibesparelse i systemet:

ΔU = Q + W

Eksempler på intern energi

1. Batterier. I kroppen til de ladede batteriene ligger en brukbar intern energi takket være kjemiske reaksjoner mellom syrene og tungmetallene inni. Nevnte indre energi vil være større når den elektriske belastningen er fullført og mindre når den har blitt forbrukt, selv om denne energien kan økes igjen når det gjelder oppladbare batterier ved å innføre strøm fra stikkontakten.
2. Komprimerte gasser. Tatt i betraktning at gasser har en tendens til å oppta det totale volumet av beholderen der de er inneholdt, siden deres indre energi vil variere ettersom denne mengden plass er større og vil øke når den er mindre. Dermed har en gass spredt i et rom mindre indre energi enn om vi komprimerer den i en sylinder, siden partiklene vil bli tvunget til å samhandle tettere.
3. Øk temperaturen på materien. Hvis vi øker temperaturen på for eksempel et gram vann og et gram kobber, begge ved en basistemperatur på 0 ° C, vil vi legge merke til at til tross for at den er like mye materie, vil isen kreve en større mengde total energi for å nå ønsket temperatur. Dette er fordi den spesifikke varmen er høyere, det vil si at partiklene er mindre mottakelige for den innførte energien enn kobber, og tilfører varme mye langsommere til den indre energien.
4. Rist en væske. Når vi oppløser sukker eller salt i vann, eller vi fremmer lignende blandinger, rister vi vanligvis væsken med et instrument for å fremme en større oppløsning. Dette skyldes økningen i den interne energien i systemet som produseres ved innføring av den mengden arbeid (W) som tilbys av vår handling, som tillater en større kjemisk reaktivitet mellom de involverte partiklene.
5. Dampav vann. Når vannet er kokt, vil vi legge merke til at dampen har større indre energi enn det flytende vannet i beholderen. Dette er fordi, til tross for at du er den samme molekyler (forbindelsen har ikke endret seg), for å indusere den fysiske transformasjonen har vi tilsatt en viss mengde kalori energi (Q) til vannet, noe som induserer en større agitasjon av partiklene.

Andre typer energi