შინაგანი ენერგია

ᲙᲛᲐᲧᲝᲤᲘᲚᲘ

• შინაგანი ენერგიის ვარიაცია
• შინაგანი ენერგიის მაგალითები
• ენერგიის სხვა სახეობები

შინაგანი ენერგიათერმოდინამიკის პირველი პრინციპის თანახმად, ეს გაგებულია, როგორც ეს უკავშირდება სისტემაში ნაწილაკების შემთხვევით გადაადგილებას. იგი განსხვავდება მაკროსკოპული სისტემების შეკვეთილი ენერგიისგან, ასოცირდება მოძრავ ობიექტებთან, იმაში, რომ იგი გულისხმობს მიკროსკოპული და მოლეკულური მასშტაბის ობიექტების მიერ შემცველ ენერგიას.

Ისე, ობიექტი შეიძლება იყოს მთლიანად მოსვენებული და აშკარა ენერგიის ნაკლებობა (არც პოტენციური და არც კინეტიკური) და მაინც მოძრავი მოლეკულების კერა., წამში დიდი სიჩქარით მოძრაობა. სინამდვილეში, ეს მოლეკულები იზიდავენ და მოგერიებენ ერთმანეთს ქიმიური პირობებისა და მიკროსკოპული ფაქტორების გათვალისწინებით, მიუხედავად იმისა, რომ შეუიარაღებელი თვალით არ შეინიშნება მოძრაობა.

შინაგანი ენერგია განიხილება ფართო სიდიდედ, ანუ დაკავშირებულია მოცემულ ნაწილაკთა სისტემაში მატერიის რაოდენობასთან. კარგად მოიცავს ენერგიის ყველა სხვა ფორმას ელექტრული, კინეტიკური, ქიმიური და პოტენციალი, რომელსაც შეიცავს მოცემული ნივთიერების ატომები.

ამ ტიპის ენერგია, ჩვეულებრივ, ნიშნით არის წარმოდგენილი ან.

შინაგანი ენერგიის ვარიაცია

შინაგანი ენერგია ნაწილაკების სისტემები შეიძლება განსხვავდებოდეს მათი სივრცული მდგომარეობისა და შეძენილი ფორმის მიუხედავად (სითხეებისა და გაზების შემთხვევაში). მაგალითად, ნაწილაკების დახურულ სისტემაში სითბოს შეყვანისას ემატება თერმული ენერგია, რომელიც გავლენას მოახდენს მთლიანი შინაგანი ენერგიით.

მიუხედავად ამისა, შინაგანი ენერგია არისსტატუსის ფუნქცია, ანუ ის არ ესწრება ვარიაციას, რომელიც მატერიის ორ მდგომარეობას აკავშირებს, არამედ მის საწყის და საბოლოო მდგომარეობას. Ამიტომაც მოცემულ ციკლში შინაგანი ენერგიის ვარიაციის გაანგარიშება ყოველთვის იქნება ნულივინაიდან საწყისი მდგომარეობა და საბოლოო მდგომარეობა ერთი და იგივეა.

ამ ვარიაციის გამოსათვლელი ფორმულირებებია:

ΔU = U_ბ - ან_რომ, სადაც სისტემა A მდგომარეობიდან B მდგომარეობაში გადავიდა.

ΔU = -W, იმ შემთხვევებში, როდესაც კეთდება W მექანიკური სამუშაოების რაოდენობა, რაც იწვევს სისტემის გაფართოებას და მისი შინაგანი ენერგიის შემცირებას.

ΔU = Q, იმ შემთხვევებში, როდესაც ჩვენ ვამატებთ სითბოს ენერგიას, რომელიც ზრდის შინაგან ენერგიას.

ΔU = 0, შინაგანი ენერგიის ციკლური ცვლილებების შემთხვევაში.

ყველა ეს შემთხვევა და სხვები შეიძლება შეჯამდეს განტოლებაში, რომელიც აღწერს სისტემაში ენერგიის დაზოგვის პრინციპს:

ΔU = Q + W

შინაგანი ენერგიის მაგალითები

1. ელემენტები. დამუხტული ელემენტების კორპუსში, გამოსადეგი შიდა ენერგია განთავსებულია, წყალობით ქიმიური რეაქციები შიგნით მჟავებსა და მძიმე მეტალებს შორის. ეს შინაგანი ენერგია უფრო მეტი იქნება, როდესაც მისი ელექტრული დატვირთვა დასრულდება და ნაკლები იქნება, როდესაც ის მოხმარდება, თუმცა მრავალჯერადი დატენვის ელემენტების შემთხვევაში ამ ენერგიის გაზრდა შესაძლებელია განყოფილებიდან ელექტროენერგიის შეყვანით.
2. შეკუმშული გაზები. იმის გათვალისწინებით, რომ გაზები იკავებენ კონტეინერის მთელ მოცულობას, რომელშიც ისინი შეიცავს, რადგან მათი შინაგანი ენერგია იცვლება, რადგან სივრცის ეს რაოდენობა უფრო დიდია და გაიზრდება, როდესაც ის ნაკლები იქნება. ამრიგად, ოთახში გაბნეულ გაზს ნაკლები ენერგია აქვს, ვიდრე მის ცილინდრში შეკუმშვის შემთხვევაში, რადგან მისი ნაწილაკები იძულებულნი იქნებიან უფრო მჭიდრო ურთიერთქმედება მოახდინონ.
3. მატერიის ტემპერატურის გაზრდა. თუ, მაგალითად, გრამი წყლისა და გრამ სპილენძის ტემპერატურა გავზარდეთ, ორივე 0 ° C ფუძის ტემპერატურაზე, შევამჩნევთ, რომ მიუხედავად იგივე რაოდენობის მატერიისა, ყინულს მთლიანი ენერგიის მეტი რაოდენობა დასჭირდება. სასურველი ტემპერატურის მისაღწევად. ეს იმიტომ ხდება, რომ მისი სპეციფიკური სითბო უფრო მაღალია, ანუ მისი ნაწილაკები ნაკლებად მგრძნობიარეა ენერგიისგან, ვიდრე სპილენძი, გაცილებით ნელა ემატება სითბო მის შინაგან ენერგიას.
4. შეანჯღრიეთ სითხე. როდესაც წყალში შაქარს ან მარილს ვხსნით, ან ხელს ვუწყობთ მსგავს ნარევებს, ჩვეულებრივ, ინსტრუმენტს ვუშვებთ თხევადს, რომ უფრო მეტი დაშლა გამოიწვიოს. ეს გამოწვეულია სისტემის შინაგანი ენერგიის ზრდით, რომელიც წარმოიქმნება ჩვენი მოქმედებით გათვალისწინებული სამუშაოების (W) ამ რაოდენობით შემოღებით, რაც საშუალებას იძლევა უფრო მეტ ქიმიურ რეაქტიულობას ჩართულ ნაწილაკებს შორის.
5. ორთქლიწყლის. წყლის ადუღებისთანავე შევამჩნევთ, რომ ორთქლს აქვს უფრო მაღალი შინაგანი ენერგია, ვიდრე ჭურჭელში არსებული თხევადი წყალი. ეს იმიტომ ხდება, რომ მიუხედავად იმისა, რომ იგივეა მოლეკულები (ნაერთი არ შეცვლილა), ფიზიკური გარდაქმნის მისაღწევად წყალში დავამატეთ გარკვეული რაოდენობის კალორიული ენერგია (Q), რაც იწვევს მისი ნაწილაკების უფრო დიდ აჟიოტაჟს.

ენერგიის სხვა სახეობები