Энергиятермический - широкий термин, используемый для обозначения различных термодинамических величин, таких как внутренняя энергия или количество нагревать обменялись между системами много разныхтемпературы. В этой статье мы будем рассматривать тепловую энергию как синоним энергиявнутренний, которую можно понимать как сумму энергиикинетика а также потенциал Из атомы и молекулы, составляющие термодинамическую систему.
Посмотритетакже:Прежде чем продолжить, ознакомьтесь с удивительным резюме по термологии.
Термальная энергия
Энергиятермический это результат сумма дает энергиякинетика а также потенциал всех составляющих частиц тела. термальная энергия По-разномунапрямую дает температураабсолютный тела, измеряется в кельвинах (К), а также зависит от количества градусывСвобода системы, то есть: количество направлений, в которых молекулы могут двигаться, колебаться, колебаться или даже вращаться.
О теоремадаетравнораспределение энергии утверждает, что: для каждой степени свободы системы ее внутренняя энергия может быть вычислена из целого числа, кратного выражению ½ kBT, где Kb - постоянныйвБольцман а T - это температура измеряется в кельвинах. Формула, используемая для расчета тепловой энергии идеального одноатомного газа, показана ниже, проверьте ее:
KB - постоянная Больцмана (KB = 1,38.10-23 м². кг / с². K)
Поскольку тепловая энергия идеальных газов выражается приведенной выше формулой и представляет собой энергиякинетикав среднем системы можно записать следующее равенство:
Посмотритетакже:Ведь какого цвета вода?
Используя приведенную выше формулу, можно оцениватьсредняя скорость перевода атомов, присутствующих в атмосферный газ. Учитывая температуру 25 ° C и атомы кислород (M = 16 г / моль), мы нашли среднюю скорость 680 м / с или 1525 км / ч - это скорость, с которой частицы атмосферного газа все время ударяют нас.
В случае двухатомного газа коэффициент ½k добавляется к выражению, используемому для одноатомных газов.BT за счет увеличения одной степени свободы, в результате чего получается следующее выражение:
Согласно первый закон термодинамика, а энергиятермический системы могут быть преобразованы в другие формы энергии, такие как нагревать а также Работа. Например, тепло относится к переводвэнергиятермическийисключительно из-за разницы температур между системой и ее окружением; работа, в свою очередь, касается приложения сил к системе или системой.
В этом смысле работа может использоваться для перемещения поршня, как в паровозах, а также в двигатель внутреннего сгорания, которыми оснащены практически все современные автомобили. Ниже мы приводим первый закон термодинамики, обратите внимание:
Согласно 1-му закону термодинамики, изменение внутренней энергии - это разница между работой и теплом.
Существуют и другие способы расчета модуля тепловой энергии тела в случае газыидеалы, в котором потенциальная энергия между частицами считается нулевой, для этого мы выражаем внутреннюю энергию через количество родинки (n), а также из универсальная постоянная идеальных газов (R), проверьте:
n - количество молей (моль)
р - универсальная постоянная идеальных газов (R = 0,082 атм. Л / моль. К или 8,31 Дж / моль. K)
Все еще в рамках идеальных газов, объединяя уравнение клапейрона (PV = nRT), с выставленным определением энергии можно получить новое выражение, обратите внимание:
п - давление (Па)
V - объем (м³)
Смотрите также:Теплый воздух поднимается вверх, а холодный опускается, но почему?
Преимущества и недостатки тепловой энергии
Каждый день мы используем большое количество источникивэнергиятермический производить энергию. О Тело человека, например, потребляет много питательные вещества для выработки тепловой энергии, необходимой для функционирования наших жизненных процессов. большая часть электричество производится в мире это зависит от нашей способности преобразовывать тепловую энергию в электричество.
Ознакомьтесь со средствами, которые используют тепловую энергию для производства электроэнергии, и их основными преимуществами и недостатками:
тип растения |
Преимущества |
Недостатки |
термоядерная установка |
Низкий выброс загрязняющих газов и высокий КПД |
Производство радиоактивных отходов и радиационное облучение |
Угольная ТЭЦ |
Большое производство энергии и низкая стоимость |
Выбросы загрязняющих и парниковых газов |
Термоэлектростанция на природном газе |
Меньше загрязнения, чем при сжигании угля |
Его стоимость сильно варьируется, поскольку природный газ является производным нефти. |
Термоэлектрическая установка, работающая на биомассе |
Низкая стоимость установки и низкие выбросы парниковых газов |
Вырубка лесов и большие монокультурные плантации |
геотермальная установка |
Не загрязняет |
Высокая стоимость установки и обслуживания |
Смотрите также: Изучите гидростатику раз и навсегда!
Упражнения на тепловую энергию
Вопрос 1) Два моля идеального двухатомного газа встречаются при температуре 127 ° C. Тепловая энергия этого газа приблизительно равна:
Данные: R = 8,31 Дж / моль. K
а) 1.5.106 J
б) 1.7.104 J
в) 8.5.103 J
г) 5.3.104 J
д) 8.5.104 J
Шаблон: Буква B
разрешение:
Давайте рассчитаем энергию газа, используя следующее выражение, поскольку газ двухатомный, однако, перед этим необходимо перевести температуру из градусов Цельсия в Кельвин, обратите внимание на расчет:
Согласно расчетам, этот двухатомный газ имеет энергию 16 620 Дж, то есть примерно 1,7.104 J, если выражено в экспоненциальном представлении и с использованием правил округления.
Вопрос 2) Три моля идеального одноатомного газа получают количество тепла, равное 5,102 cal и выполняет работу 2,102 известь в процессе. Определите изменение температуры этого газа в градусах Цельсия.
Данные: R = 0,082 атм. Л / моль. K
а) 214 ° С
б) 813 ° С
в) 1620 ° С
г) 740 ° С
д) 370 ° С
Шаблон: Буква B
Разрешение:
Чтобы решить это упражнение, необходимо, чтобы мы объединили две различные формулы, первый закон термодинамика, определяющая изменение энергии, и формула тепловой энергии идеального одноатомного газа, смотреть:
После того, как мы заменили данные в формулах, мы находим изменение в 813 ° C, поэтому правильной альтернативой является буква B.
Автор: Рафаэль Хелерброк
Источник: Бразильская школа - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/energia-termica.htm
