Energiinnvendig er summen av kinetiske energier og potensial relatert til bevegelsen til de inngående atomer og molekyler i en kropp. Den indre energien er også direkte proporsjonal med temperatur av kroppen. Det er en skalar størrelse målt i Joule (SI) og bestemt som en funksjon av variabler som press (P), volum (V) og temperatur termodynamikk (T) til et system, i Kelvin (K).
Jo høyere kroppstemperaturen er, jo større er dens indre energi, jo større er evnen til å gjøre noe arbeid. Videre er den indre energien til monoatomiske gasser, for eksempel, gitt utelukkende av summen av kinetisk energi av hvert atom i gassen. Når man arbeider med molekylære gasser, for eksempel kiselgasser, må man ta hensyn til molekylære interaksjoner og for dette bestemmes den indre energien av summen av den kinetiske energien til molekylene med den potensielle energien som eksisterer mellom de.
Ikke stopp nå... Det er mer etter annonseringen;)
Intern energi av ideelle monoatomiske gasser
Siden det ikke er noen interaksjon mellom atomene til en ideell monoatomisk gass, avhenger den indre energien utelukkende av to variabler: antall mol (n) og gastemperaturen (T). Se:
U - indre energi
Nei - antall føflekker
R - universell konstant av perfekte gasser
T - temperatur
I ligningen ovenfor, R den har en modul på 0,082 atm. L / mol. K eller 8,31 J / mol. K (SI). Vi kan også skrive ligningen ovenfor i form av andre størrelser, for eksempel trykk og volum. For det må vi huske Clapeyrons ligning, brukes til ideelle gasser.
Ved å erstatte ligningen ovenfor for den forrige, vil vi ha følgende uttrykk for beregningen av den interne energien:
Seogså:Hva er en perfekt gass?
Tatt i betraktning de ovennevnte ligningene er det mulig å bestemme et forhold mellom den kinetiske energien til atomene til en ideell monoatomisk gass og dens temperatur. For dette vil vi uttale at den kinetiske energien til denne typen gass er rentkinetikk. Se:
m - pasta
Nei - føflekknummer
M - molær masse
I mange situasjoner er det interessant å vite hvordan man beregner variasjonen av den indre energien (ΔU) til en gass, da denne størrelsen indikerer om gassen har mottatt eller ga etter energi. Hvis variasjonen av gassens indre energi har vært positiv (ΔU> 0), vil gassen ha mottatt energi; Ellers (ΔU <0) vil gassen ha gitt opp en del av energien.
Intern energivariasjon når det gjelder gassvolumvariasjon.
Intern energi for kiselgur
For ideelle kiselgur er den indre energien gitt av en litt annen ligning.
Intern energi i termodynamiske transformasjoner og sykluser
Ifølge 1. lov om termodynamikk, kan den indre energien til en ideell gass variere i visse termodynamiske transformasjoner, avhengig av mengden varme som utveksles mellom omgivelsene og systemet, samt arbeidet som utføres av eller på systemet.
Spørsmål - varme
τ - arbeid
Deretter, la oss se på formen denne loven tar for noen spesielle termodynamiske transformasjoner.
Seogså:Historien om termiske maskiner
→ Intern energi: isoterm transformasjon
På isoterm transformasjon, er det ingen temperaturendring, og derfor forblir den indre energien konstant.
I dette tilfellet blir hele mengden varme som byttes ut med systemet omgjort til arbeid og omvendt.
→ Intern energi: isovolumetrisk transformasjon
På isovolumetrisk transformasjon, er det ikke mulig å utføre arbeid, siden systemet er innelukket i en stiv og billig enhet. I dette tilfellet varierer hele varmen som utveksles med systemet direkte dens interne energi.
→ Intern energi: isobar transformasjon
I denne typen transformasjon blir systemet utsatt for en konstant trykkDerfor kan arbeidet som utføres av ham eller på ham beregnes analytisk.
→ Intern energi: adiabatisk transformasjon
I adiabatiske transformasjoner, det er ingen varmeutvekslinger mellom systemet og dets omgivelser, derfor avhenger variasjonen av intern energi utelukkende av arbeidet som utføres av eller av systemet.
Intern energi i sykliske prosesser
I hver sykliske prosess er den termodynamiske tilstanden til et system, representert ved dets trykk-, volum- og temperaturvariabler (P, V, T). transformert, men ender med å returnere til den opprinnelige tilstanden (P, V, T), derfor er variasjonen av intern energi i denne typen prosess alltid null (UU = 0).
Seogså:Sykliske transformasjoner
Se på grafen nedenfor, som viser tre forskjellige termodynamiske transformasjoner mellom tilstandene A og B.
Når de tre transformasjonene (I, II og III) forlater tilstand A og går til tilstand B, må den interne energivariasjonen være lik for dem alle, derfor:
Interne energiøvelser
1) To mol av en ideell kiselgur, med en molarmasse lik 24 g / mol, finnes ved en temperatur på 500 K i en lukket, stiv beholder med et volum lik 10-3 m³. Fastslå:
a) Modulen til den indre energien til denne gassen i joule.
b) Trykket som gassen utøver på beholderens vegger.
Vedtak:
De) Siden det er en ideell og kiselgur, vil vi bruke formelen nedenfor for å beregne dens indre energi:
Tar vi dataene som ble informert i øvelseserklæringen, vil vi ha følgende beregning som skal løses:
B) Vi kan bestemme trykket som gassen utøver når vi vet volumet på beholderen: 10-3 m³. For å gjøre dette vil vi bruke følgende formel:
Av meg. Rafael Helerbrock
