Energitermisk är en bred term som används för att uttrycka olika termodynamiska mängder, såsom inre energi eller ett belopp på värme utbyts mellan system av många olikatemperaturer. I den här artikeln kommer vi att behandla termisk energi som en synonym för energiinre, som kan förstås som summan av energierkinetik och potential Från atomer och molekyler som utgör ett termodynamiskt system.
Seockså:Innan du fortsätter, kolla in en fantastisk sammanfattning om termologi
Värmeenergi
Energitermisk är resultatet av belopp ger energikinetik och potential av alla kroppens beståndsdelar. värmeenergi Det beror pådirekt ger temperaturabsolut av kroppen, mätt i kelvin (K), och beror också på mängden graderifrihet av systemet, det vill säga antalet riktningar i vilka molekyler kan röra sig, vibrera, svänga eller till och med rotera.
O satsgerequipartition av energi säger att: vid varje frihetsgrad i ett system kan dess inre energi beräknas från en heltalsmultipel av uttrycket ½ k BT, där Kb är konstantiBoltzmann och T är temperatur uppmätt i kelvin. Formeln som används för att beräkna termisk energi för en ideal monoatomisk gas visas nedan, kolla in den:
KB - Boltzmann konstant (KB = 1,38.10-23 m².kg / s². K)
Eftersom den ideala gasernas termiska energi uttrycks med formeln ovan och representerar energikinetikgenomsnitt i systemet kan vi skriva följande jämlikhet:
Seockså:När allt kommer omkring, vilken färg har vattnet?
Med hjälp av formeln ovan är det möjligt uppskattaden genomsnittliga translationella hastigheten av de atomer som finns i atmosfärisk gas. Med hänsyn till en temperatur på 25 ° C och med atomer på syre (M = 16 g / mol), vi hittade en medelhastighet på 680 m / s eller 1525 km / h - detta är den hastighet med vilken atmosfäriska gaspartiklar träffar oss hela tiden.
När det gäller en diatomisk gas läggs faktorn ½k till det uttryck som används för monoatomiska gaserBT, på grund av ökningen av en grad av frihet, vilket resulterar i följande uttryck:
Enligt första lag av termodynamik, a energitermisk i ett system kan omvandlas till andra energiformer, t.ex. värme och arbete. Värmen hänför sig till exempel till överföraienergitermisk,uteslutande på grund av temperaturskillnad mellan ett system och dess omgivning; arbete, i sin tur, gäller tillämpningen av krafter på systemet eller av systemet.
I den meningen kan arbetet användas för att flytta en kolv, som i ångdrivna lok, och även i förbränningsmotorer, som driver nästan alla nuvarande motorfordon. Nedan tar vi med termodynamikens första lag, notera:
Enligt termodynamikens första lag är variationen av intern energi skillnaden mellan arbete och värme.
Det finns andra sätt att beräkna kroppens termiska energimodul i fallet med gaserideal, där den potentiella energin mellan partiklarna anses vara noll, för detta uttrycker vi den inre energin i termer av antalet mol (n) och även från universell konstant av perfekta gaser (R), kontrollera:
n - antal mol (mol)
R - universalkonstant av perfekta gaser (R = 0,082 atm. L / mol. K eller 8,31 J / mol. K)
Fortfarande inom ramen för perfekta gaser, som kombinerar clapeyron ekvation (PV = nRT), med energidefinitionen exponerad, är det möjligt att få ett nytt uttryck, notera:
P - tryck (Pa)
V - volym (m³)
Se också:Varm luft stiger och kall luft faller, men varför?
Fördelar och nackdelar med termisk energi
Varje dag använder vi oss av ett stort antal källorienergitermisk att producera energi. O Människokropp, till exempel, förbrukar mycket näringsämnen att generera den värmeenergi som krävs för att våra vitala processer ska fungera. mycket av elektricitet produceras i världen det beror på vår förmåga att omvandla termisk energi till el.
Kolla in de medel som använder termisk energi för att producera el och dess främsta fördelar och nackdelar:
typ av växt |
Fördelar |
Nackdelar |
termokärnkraftverk |
Låg utsläpp av förorenande gaser och hög effektivitet |
Produktion av radioaktivt avfall och strålningsexponering |
Koleldade termoelektriska kraftverk |
Stor energiproduktion och låg kostnad |
Utsläpp av förorenande och växthusgaser |
Termoelektrisk kraftverk som drivs av naturgas |
Mindre föroreningar än kolförbränning |
Dess kostnad varierar mycket, eftersom naturgas är ett petroleumderivat |
Biomassadriven termoelektrisk anläggning |
Låga installationskostnader och låga utsläpp av växthusgaser |
Avskogning och stora monokulturplantager |
geotermisk anläggning |
Förorenar inte |
Hög installations- och underhållskostnad |
Se också: Lär dig hydrostatik en gång för alla!
Övningar på termisk energi
Fråga 1) Två mol av en idealisk kiselgas möts vid en temperatur på 127 ° C. Den gasens termiska energi är ungefär:
Data: R = 8,31 J / mol. K
a) 1.5.106 J
b) 1.7.104 J
c) 8.5.103 J
d) 5.3.104 J
e) 8.5.104 J
Mall: Bokstaven B
Upplösning:
Låt oss beräkna gasens energi med följande uttryck, eftersom gasen är diatomisk, dock innan du gör det är det nödvändigt att konvertera temperaturen från grader Celsius till kelvin, notera beräkning:
Enligt beräkningar har denna diatomiska gas en energi på 16 620 J, det vill säga ungefär 1,7.104 J, om det uttrycks i vetenskaplig notation och med hjälp av avrundningsreglerna.
Fråga 2) Tre mol av en ideal monoatomisk gas får en värmemängd som är lika med 5,102 och utför ett jobb på 2.102 kalk under processen. Bestäm temperaturvariationen för denna gas, i grader Celsius.
Data: R = 0,082 atm. L / mol. K
a) 214 ° C
b) 813 ° C
c) 1620 ° C
d) 740 ° C
e) 370 ° C
Mall: Bokstaven B
Upplösning:
För att lösa denna övning är det nödvändigt att vi kombinerar två distinkta formler, den första lagen om termodynamik, som bestämmer energivariationen och formeln för den ideala monoatomiska gasens termiska energi, Kolla på:
När vi har ersatt data i formlerna hittar vi en variation på 813 ° C, så det rätta alternativet är bokstaven B.
Av mig Rafael Helerbrock
Källa: Brazil School - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/energia-termica.htm
