أمثلة على الطاقة الداخلية

ال الطاقة الداخليةوفقًا للمبدأ الأول للديناميكا الحرارية ، يُفهم على أنه يرتبط بالحركة العشوائية للجسيمات داخل النظام. على سبيل المثال: البطاريات ، قم بتحريك السائل ، بخار الماء. وهي تختلف عن الطاقة المرتبة للأنظمة العيانية ، المرتبطة بالأجسام المتحركة ، من حيث أنها تشير إلى الطاقة التي تحتويها الأشياء على نطاق مجهري وجزيئي.

أ) نعم ، شيء قد يكون في راحة تامة ويفتقر إلى الطاقة الظاهرة (ولا القدره، لا هذا ولا ذاك حركية) ، ومع ذلك ضجيج الجزيئات متحرك ، يتحرك بسرعات عالية في الثانية. في الواقع ، سوف تجذب هذه الجزيئات بعضها البعض وتتنافر وفقًا لظروفها. العوامل الكيميائية والميكروسكوبية ، على الرغم من عدم وجود حركة للعين المجردة يمكن ملاحظتها.

تعتبر الطاقة الداخلية أ ضخامة كبيرة، وهذا يتعلق بكمية شيء في نظام جسيم معين. لأنه يشمل جميع الأشكال الأخرى للطاقة الكهربائية والحركية والكيميائية والطاقة الكامنة الموجودة في ذرات من أ مستوى عازم.

عادة ما يتم تمثيل هذا النوع من الطاقة بعلامة U.

اختلاف الطاقة الداخلية

الطاقة الداخلية لـ أنظمة الجسيمات قد تختلف ، بغض النظر عن موقعها المكاني أو شكلها المكتسب (في حالة

السوائل ص غازات). على سبيل المثال ، عند الدخول الحار إلى نظام مغلق من الجسيمات ، تضاف الطاقة الحرارية التي ستؤثر على الطاقة الداخلية للكل.

ومع ذلك ، فإن الطاقة الداخلية هي أوظيفة المركزبمعنى أنه لا يحضر الاختلاف الذي يربط بين حالتين من المادة ، بل بالحالة الأولية والنهائية لها. هذا هو السبب في أن حساب التغير في الطاقة الداخلية في دورة معينة سيكون دائمًا صفراً ، لأن الحالتين الأولية والنهائية متطابقتان.

الصيغ لحساب هذا الاختلاف هي:

يمكن تلخيص كل هذه الحالات وغيرها في معادلة تصف مبدأ الحفاظ على الطاقة في النظام:

ΔU = Q + W

أمثلة على الطاقة الداخلية

1. بطاريات. في جسم البطاريات المشحونة ، توجد طاقة داخلية قابلة للاستخدام ، وذلك بفضل تفاعلات كيميائية بين ال الأحماض و ال المعادن ثقيل من الداخل. ستكون الطاقة الداخلية المذكورة أكبر عند اكتمال شحنتها الكهربائية وأقل عند استهلاكها ، على الرغم من وجودها في حالة البطاريات القابلة لإعادة الشحن ، يمكن زيادة هذه الطاقة مرة أخرى عن طريق إدخال الكهرباء من المنافذ الكهربائية.
2. الغازات المضغوطة. بالنظر إلى أن الغازات تميل إلى شغل الحجم الإجمالي للحاوية التي تحتوي عليها ، منذ ذلك الحين ستختلف الطاقة الداخلية لأن هذه الكمية من المساحة أكبر وستزداد عندما تكون أقل. وبالتالي ، فإن الغاز المنتشر في غرفة ما له طاقة داخلية أقل مما لو قمنا بضغطه في أسطوانة ، حيث ستضطر جزيئاته للتفاعل بشكل وثيق.
3. زيادة درجة حرارة المادة. إذا قمنا بزيادة درجة حرارة ، على سبيل المثال ، جرام واحد من الماء وجرام واحد من النحاس ، عند درجة حرارة أساسية تبلغ 0 درجة مئوية ، فسوف نلاحظ ذلك على الرغم من أن الجليد هو نفس القدر من المادة ، إلا أنه يتطلب قدرًا أكبر من إجمالي الطاقة للوصول إلى درجة الحرارة مستهدف. هذا لأن درجة حرارته الخاصة أعلى ، أي أن جزيئاته أقل تقبلاً للطاقة المقدمة من تلك الموجودة في النحاس ، مما يضيف الحرارة ببطء أكبر إلى طاقته الداخلية.
4. رج السائل. عندما نذوب السكر أو الملح في الماء ، أو نشجع مخاليط بشكل مشابه ، عادة ما يهز السائل بأداة لتعزيز أكبر تحلل. هذا يرجع إلى الزيادة في الطاقة الداخلية للنظام الناتجة عن إدخال تلك الكمية من العمل (W) الناتج عن عملنا ، مما يسمح بتفاعل كيميائي أكبر بين الجسيمات متضمن.
5. بخارمن الماء. بمجرد غليان الماء ، سنلاحظ أن للبخار طاقة داخلية أعلى من الماء السائل في الحاوية. هذا لأنه ، على الرغم من كونه نفس الجزيئات (لم يتغير المركب) ، للحث على التحول لقد أضفنا قدرًا معينًا من الطاقة الحرارية (Q) إلى الماء ، مما أدى إلى إثارة أكبر حبيبات.

أنواع أخرى من الطاقة

اتبع مع: