Унутрашња енергија

Садржај

• Интерне варијације енергије
• Примери унутрашње енергије
• Остале врсте енергије

Тхе унутрашња енергија, према Првом принципу термодинамике, подразумева се оно повезано са случајним кретањем честица унутар система. Разликује се од уређене енергије макроскопских система, повезаних са покретним објектима, по томе што се односи на енергију коју садрже објекти на микроскопској и молекуларној скали.

Тако, објект може потпуно мировати и недостајати му привидна енергија (ни потенцијална ни кинетичка), а опет бити препун молекула у покрету, крећући се великом брзином у секунди. У ствари, ови молекули ће се привлачити и одбијати у зависности од њихових хемијских услова и микроскопских фактора, иако нема видљивог кретања голим оком.

Унутрашња енергија се сматра великом количином, односно повезаном са количином материје у датом систему честица. Добро обухвата све остале облике енергије електрични, кинетички, хемијски и потенцијал садржани у атомима дате супстанце.

Ова врста енергије обично је представљена знаком ИЛИ.

Интерне варијације енергије

Тхе унутрашња енергија система честица могу да варирају, без обзира на њихов просторни положај или стечени облик (у случају течности и гасова). На пример, при увођењу топлоте у затворени систем честица додаје се топлотна енергија која ће утицати на унутрашњу енергију целине.

Али ипак, унутрашња енергија је астатусна функција, то јест, не води рачуна о варијацији која повезује два стања материје, већ о њеном почетном и коначном стању. Због тога прорачун варијације унутрашње енергије у датом циклусу увек ће бити нулабудући да су почетно и крајње стање једно те исто.

Формулације за израчунавање ове варијације су:

ΔУ = У_Б. - ИЛИ_ДО, где је систем прешао из стања А у стање Б.

ΔУ = -В, у случајевима када се изврши количина механичког рада В, што резултира проширењем система и смањењем његове унутрашње енергије.

ΔУ = К, у случајевима у којима додајемо топлотну енергију која повећава унутрашњу енергију.

ΔУ = 0, у случајевима цикличних промена унутрашње енергије.

Сви ови и други случајеви могу се сажети у једначину која описује Принцип очувања енергије у систему:

ΔУ = К + В

Примери унутрашње енергије

1. Батерије. У телу напуњених батерија смештена је употребљива унутрашња енергија захваљујући хемијске реакције између киселина и тешких метала унутра. Наведена унутрашња енергија биће већа када је њено електрично оптерећење потпуно, а мања када се потроши, мада се у случају пуњивих батерија та енергија може поново повећати увођењем електричне енергије из утичнице.
2. Компримовани гасови. Узимајући у обзир да гасови заузимају укупну запремину посуде у којој се налазе, јер ће њихова унутрашња енергија варирати што је већа количина простора и повећава се када буде мања. Дакле, гас распршен у просторији има мање унутрашње енергије него ако га компримујемо у цилиндру, јер ће његове честице бити присиљене да блиско међусобно делују.
3. Повећајте температуру материје. Ако повећамо температуру, на пример, грама воде и грама бакра, обоје на базној температури од 0 ° Ц, приметићемо да ће, иако је иста количина материје, леду потребна већа количина укупне енергије да се постигне жељена температура. То је зато што је његова специфична топлота већа, односно његове честице су мање прихватљиве за уведену енергију од бакра, додајући топлоту много спорије својој унутрашњој енергији.
4. Промућкати течност. Када растворимо шећер или сол у води или промовишемо сличне смеше, течност обично протресемо инструментом да бисмо поспешили веће растварање. То је због повећања унутрашње енергије система произведеног увођењем те количине рада (В) обезбеђеног нашим деловањем, што омогућава већу хемијску реактивност између укључених честица.
5. Стеамводе. Једном када се вода прокува, приметићемо да пара има већу унутрашњу енергију од течне воде у посуди. То је зато што, упркос томе што смо исти молекула (једињење се није променило), да бисмо подстакли физичку трансформацију, додали смо одређеној количини калоријске енергије (К) у воду, изазивајући веће узнемиреност њених честица.

Остале врсте енергије