Термичка енергија: дефиниција и вежбе

Енергијатермичка је широк појам, који се користи за изражавање различитих термодинамичких величина, као што су унутрашња енергија или износ од топлота размењују се између система од многи различититемпературе. У овом чланку ћемо третирати топлотну енергију као синоним за енергијеунутрашње, који се може схватити као збир енергијекинетика и потенцијал Од атома и молекули који чине термодинамички систем.

Гледајтакође:Пре него што наставите, погледајте невероватан резиме о термологији

Топлотна енергија

Енергијатермичка је резултат сума даје енергијекинетика и потенцијал свих саставних честица тела. топлотна енергија Зависидиректно даје температураапсолутни тела, мерено у келвинима (К), а такође зависи од количине степениуслобода система, односно: број смерова у којима се молекули могу кретати, вибрирати, осциловати или чак ротирати.

Термоелектране претварају топлотну енергију у електричну.

О. теоремадајееквипартиција енергије каже да се: при сваком степену слободе система, његова унутрашња енергија може израчунати из целог броја вишеструког од израза ½ к

_Б.Т, где је Кб константануБолтзманн а Т је температура мерено у келвинима. Формула која се користи за израчунавање топлотне енергије идеалног моноатомског гаса је приказана испод, погледајте:

К._Б. - Болтзманнова константа (К._Б. = 1,38.10^-23 м².кг / с². К)

Пошто се топлотна енергија идеалних гасова изражава горњом формулом и представља енергијекинетикапросек система, можемо записати следећу једнакост:

Расподела брзине честица идеалног моноатомског гаса.

Гледајтакође:На крају, које је боје вода?

Користећи горњу формулу, могуће је проценапросечна транслациона брзина атома присутних у атмосферски гас. Узимајући у обзир температуру од 25 ° Ц и узимајући атоме од кисеоник (М = 16 г / мол), пронашли смо просечну брзину од 680 м / с или 1525 км / х - то је брзина којом нас атмосферске честице гаса све време ударају.

У случају двоатомског гаса, фактор ½к се додаје изразу који се користи за моноатомске гасове_Б.Т, због повећања једног степена слободе, што је резултирало следећим изразом:

Према први закон од термодинамика, а енергијетермичка система може се претворити у друге облике енергије, као нпр топлота и радити. Топлота се, на пример, односи на преносуенергијетермална,искључиво због температурне разлике између система и његове околине; посао се пак односи на примену сила на систем или на систем.

У том смислу, рад се може користити за померање клипа, као у локомотивама на парни погон, а такође и у мотори са унутрашњим сагоревањем, који покрећу готово сва тренутна моторна возила. У наставку доносимо први закон термодинамике, напомена:

Према првом закону термодинамике, варијација унутрашње енергије је разлика између рада и топлоте.

Постоје и други начини за израчунавање модула топлотне енергије тела, у случају гасовиидеали, у којој се потенцијална енергија између честица сматра нулом, за то изражавамо унутрашњу енергију у смислу броја кртице (н) и такође из универзална константа савршених гасова (Р), проверите:

н - број молова (мол)

Р. - универзална константа савршених гасова (Р = 0,082 атм. Л / мол. К или 8,31 Ј / мол. К)

И даље у домету савршених гасова, комбинујући клапеирон једначина (ПВ = нРТ), са изложеном дефиницијом енергије, могуће је добити нови израз, напомена:

П. - притисак (Па)

В. - запремина (м³)

Погледајте такође:Топао ваздух се подиже, а хладан пада, али зашто?

Предности и недостаци топлотне енергије

Свакодневно користимо велики број извориуенергијетермичка за производњу енергије. О. Људско телона пример, троши пуно хранљиве материје за генерисање топлотне енергије неопходне за функционисање наших виталних процеса. већи део електрична енергија произведене у свету то зависи од наше способности да трансформишемо топлотну енергију у електричну.

Погледајте средства која користе топлотну енергију за производњу електричне енергије и њене главне предности и недостатке:

врста биљке	Предности	Мане
термонуклеарна биљка	Ниска емисија загађујућих гасова и висока ефикасност	Производња радиоактивног отпада и излагање зрачењу
Термоелектрана на угаљ	Велика производња енергије и ниски трошкови	Емисија загађујућих и стакленичких гасова
Термоелектрана на природни гас	Мање загађења од сагоревања угља	Његова цена варира доста, јер је природни гас нафтни дериват
Термоелектрана на биомасу	Ниски трошкови уградње и ниске емисије стакленичких гасова	Крчење шума и велике плантаже монокултуре
геотермална биљка	Не полуте	Високи трошкови уградње и одржавања

Погледајте такође: Научите хидростатику једном заувек!

Вежбе на топлотној енергији

Питање 1) Два мола идеалног двоатомног гаса сусрећу се на температури од 127 ° Ц. Топлотна енергија овог гаса је приближно:

Подаци: Р = 8,31 Ј / мол. К.

а) 1.5.10⁶ Ј

б) 1.7.10⁴ Ј

ц) 8.5.10³ Ј

д) 5.3.10⁴ Ј

е) 8.5.10⁴ Ј

Повратна информација: Слово Б.

Резолуција:

Израчунајмо енергију гаса користећи следећи израз, пошто је гас двоатоман, пре него што то учините, потребно је температуру претворити из степена Целзијуса у келвин, имајте на уму прорачун:

Према прорачунима, овај двоатомни гас има енергију од 16.620 Ј, односно приближно 1,7.10⁴ Ј, ако је изражено у научном запису и користећи правила заокруживања.

Питање 2) Три мола идеалног моноатомског гаса добијају количину топлоте која је једнака 5,10² кал и обавља посао од 2.10² креч током процеса. Утврдите температурне разлике у гасу, у степенима Целзијуса.

Подаци: Р = 0,082 атм. Л / мол. К.

а) 214 ° Ц

б) 813 ° Ц

в) 1620 ° Ц

г) 740 ° Ц

е) 370 ° Ц

Повратна информација: Слово Б.

Резолуција:

Да бисмо решили ову вежбу, неопходно је да комбинујемо две различите формуле, први закон термодинамика, која одређује варијацију енергије, и формула топлотне енергије идеалног моноатомског гаса, гледати:

Након што заменимо податке у формулама, налазимо варијацију од 813 ° Ц, па је исправна алтернатива слово Б.

Ја Рафаел Хелерброцк

Извор: Бразил Сцхоол - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/energia-termica.htm