ენერგიაშინაგანი არის ჯამი კინეტიკური ენერგიები და პოტენციალი, რომელიც დაკავშირებულია სხეულის შემადგენელი ატომებისა და მოლეკულების მოძრაობასთან. შინაგანი ენერგია ასევე პირდაპირპროპორციულია ტემპერატურა სხეულის. ეს არის სკალარული სიდიდე, რომელიც იზომება ჯოულებში (SI) და განისაზღვრება ისეთი ცვლადების ფუნქციის მიხედვით, როგორიცაა ზეწოლა (P), მოცულობა (V) და ტემპერატურა სისტემის თერმოდინამიკა (T) კელვინში (K).
რაც უფრო მაღალია სხეულის ტემპერატურა, მით მეტია მისი შინაგანი ენერგია, შესაბამისად, მით მეტია გარკვეული სამუშაოს შესრულების უნარი. გარდა ამისა, მონოატომიური გაზების შიდა ენერგია, მაგალითად, მოცემულია მხოლოდ ჯამური ჯამით კინეტიკური ენერგია გაზის ყველა ატომი. მოლეკულურ გაზებთან, მაგალითად, დიატომიურ გაზებთან ურთიერთობისას, მხედველობაში უნდა იქნეს მიღებული მოლეკულური ურთიერთქმედება და ეს, შინაგანი ენერგია განისაზღვრება მოლეკულების კინეტიკური ენერგიის ჯამით, მათ შორის არსებული პოტენციური ენერგიით ისინი
ნუ გაჩერდები ახლა... რეკლამის შემდეგ მეტია;)
იდეალური მონოატომიური გაზების შინაგანი ენერგია
ვინაიდან არ არსებობს ურთიერთქმედება იდეალური მონოატომიური გაზის ატომებს შორის, მისი შინაგანი ენერგია დამოკიდებულია მხოლოდ ორ ცვლადზე: მოლების რაოდენობა (n) და გაზის ტემპერატურა (T). Უყურებს:
უ - შინაგანი ენერგია
არა - მოლების რაოდენობა
რ - სრულყოფილი აირების უნივერსალური მუდმივა
თ - ტემპერატურა
ზემოთ მოცემულ განტოლებაში რ მას აქვს 0,082 ატმოსფეროს მოდული. ლ / მოლი. K ან 8,31 J / მოლ. K (SI). ასევე, შეგვიძლია დავწეროთ ზემოთ მოცემული განტოლება სხვა სიდიდეების, მაგალითად, წნევისა და მოცულობის თვალსაზრისით. ამისათვის უნდა გვახსოვდეს კლაპეირონის განტოლება, გამოიყენება იდეალური გაზებისთვის.
შეცვალეთ ზემოთ მოცემული განტოლება წინათ, შიდა ენერგიის გამოსათვლელად გვექნება შემდეგი გამოთქმა:
შეხედეასევე:რა არის სრულყოფილი გაზი?
ზემოხსენებული განტოლებების გათვალისწინებით, შესაძლებელია განისაზღვროს კავშირი იდეალური მონოატომიური გაზის ატომების კინეტიკურ ენერგიასა და მის ტემპერატურას შორის. ამისათვის ჩვენ განვაცხადებთ, რომ ამ ტიპის გაზის კინეტიკური ენერგიაა წმინდაკინეტიკა. Უყურებს:
მ - მაკარონი
არა - მოლის ნომერი
მ - მოლური მასა
მრავალ სიტუაციაში საინტერესოა იცოდეთ როგორ გამოვთვალოთ აირის შინაგანი ენერგიის (ΔU) ვარიაცია, რადგან ეს რაოდენობა მიუთითებს თუ არა გაზი მიიღო ან დათმო ენერგია თუ აირის შიდა ენერგიის ცვალებადობა დადებითია (ΔU> 0), გაზი მიიღებს ენერგიას; წინააღმდეგ შემთხვევაში (ΔU <0), გაზი დათმობს ენერგიის ნაწილს.
შიდა ენერგიის ვარიაცია გაზის მოცულობის ვარიაციის თვალსაზრისით.
დიატომიური გაზების შიდა ენერგია
იდეალური დიატომიური გაზებისთვის, შინაგანი ენერგია მოცემულია ოდნავ განსხვავებული განტოლებით.
შინაგანი ენერგია თერმოდინამიკურ გარდაქმნებსა და ციკლებში
თანახმად თერმოდინამიკის პირველი კანონი, იდეალური გაზის შინაგანი ენერგია შეიძლება გარკვეულწილად განსხვავდებოდეს თერმოდინამიკური გარდაქმნები, რაც დამოკიდებულია გარემოსა და სისტემას შორის გაცვლილი სითბოს რაოდენობაზე, ასევე სისტემის მიერ შესრულებულ სამუშაოზე.
Q - სიცხე
τ - მუშაობა
შემდეგ, მოდით ვნახოთ ფორმა, რომელსაც იღებს ეს კანონი გარკვეული თერმოდინამიკური გარდაქმნებისათვის.
შეხედეასევე:თერმული აპარატების ისტორია
→ შინაგანი ენერგია: იზოთერმული გარდაქმნა
საათზე იზოთერმული გარდაქმნა, ტემპერატურის ცვლილება არ ხდება და, შესაბამისად, შინაგანი ენერგია მუდმივი რჩება.
ამ შემთხვევაში, სითბოს მთელი რაოდენობა, რომელიც გაცვლილია სისტემასთან, გადაიქცევა სამუშაოში და პირიქით.
→ შინაგანი ენერგია: იზოვოლმეტრიული გარდაქმნა
საათზე იზოვოლმეტრიული გარდაქმნაშეუძლებელია სამუშაოების ჩატარება, ვინაიდან სისტემა შემოფარგლულია ხისტ და ამოუწურავ ჭურჭელში. ამ შემთხვევაში, სითბოს მთელი რაოდენობა, რომელიც გაცვლილია სისტემასთან, პირდაპირ ცვლის მის შინაგან ენერგიას.
→ შინაგანი ენერგია: იზობარული გარდაქმნა
ამ ტიპის ტრანსფორმაციისას სისტემა ექვემდებარება ა მუდმივი ზეწოლა, შესაბამისად, მის მიერ შესრულებული სამუშაო ან ანალიზურად შეიძლება გამოითვალოს.
→ შინაგანი ენერგია: ადიაბატური გარდაქმნა
იმ ადიაბატური გარდაქმნები, სისტემასა და მის შემოგარენს შორის სითბოს გაცვლა არ ხდება, შესაბამისად, შინაგანი ენერგიის ცვალებადობა დამოკიდებულია მხოლოდ სისტემის მიერ შესრულებულ სამუშაოზე.
შიდა ენერგია ციკლურ პროცესებში
ყველა ციკლური პროცესის დროს, სისტემის თერმოდინამიკური მდგომარეობა, წარმოდგენილი მისი წნევის, მოცულობისა და ტემპერატურის ცვლადებით (P, V, T), არის გარდაიქმნება, მაგრამ მთავრდება თავდაპირველ მდგომარეობაში (P, V, T), ამიტომ ამ ტიპის პროცესში შინაგანი ენერგიის ცვალება ყოველთვის ნულოვანია (ΔU = 0).
შეხედეასევე:ციკლური გარდაქმნები
გადახედეთ ქვემოთ მოცემულ გრაფიკს, რომელიც აჩვენებს სამ განსხვავებულ თერმოდინამიკურ გარდაქმნას A და B მდგომარეობებს შორის.
როგორც სამი გარდაქმნა (I, II და III) ტოვებს A მდგომარეობას და გადადის B მდგომარეობაში, ენერგიის შინაგანი ვარიაცია ყველა მათგანის ტოლი უნდა იყოს, შესაბამისად:
შინაგანი ენერგეტიკული ვარჯიშები
1) იდეალური დიატომიური გაზის ორი მოლი, მოლური მასით ტოლი 24 გ / მოლი, გვხვდება 500 კ ტემპერატურაზე დახურულ, ხისტ კონტეინერში, რომლის მოცულობა ტოლია 10-3 m³ Დადგინდეს:
ა) ამ გაზის შინაგანი ენერგიის მოდული ჯოულებში.
ბ) წნევა, რომელსაც გაზს ახდენს კონტეინერის კედლებზე.
რეზოლუცია:
) ვინაიდან ეს არის იდეალური და დიატომიური გაზი, მისი შინაგანი ენერგიის გამოსათვლელად გამოვიყენებთ ქვემოთ მოცემულ ფორმულას:
მონაცემების გათვალისწინებით, რომლებიც სავარჯიშო განცხადებაში იყო ინფორმირებული, გადავწყვიტეთ შემდეგი გაანგარიშება:
ბ) ჩვენ შეგვიძლია დავადგინოთ წნევა, რომელსაც ახდენს გაზი, მას შემდეგ რაც გავეცნობით მისი ჭურჭლის მოცულობას: 10-3 m³ ამისათვის გამოვიყენებთ შემდეგ ფორმულას:
ჩემს მიერ. რაფაელ ჰელერბროკი
