Care este energia internă
Termodinamica ca disciplină a apărut la mijlocul secolului al 19-lea. Acest lucru sa întâmplat după descoperirea conservării legii energiei. Există o relație certă între termodinamicii moleculare și cinetica. Ceea ce are loc în teoria energiei interne? Luați în considerare acest articol.
mecanicii statistice și termodinamicii
Teoria științifică originală a proceselor termice nu a fost molecular-cinetice. Primul a fost termodinamicii. Acesta a fost format în procesul de a studia condițiile optime pentru aplicarea de căldură pentru a efectua lucrările. Acest lucru sa întâmplat în mijlocul secolului al 19-lea, înainte de cinetica moleculare a fost recunoscută. Până în prezent, arta și știința este folosit ca termodinamica si teoria moleculara-cinetică. Ultima în fizica teoretică numită mecanica statistică. Ea, împreună cu termodinamica anchetează folosind diferite metode ale aceluiași fenomen. Aceste două teorii se susțin reciproc. Baza termodinamicii este compus din două dintre legile sale. Ambele dintre ele sunt legate de energie și de comportament stabilite empiric. Aceste legi sunt valabile pentru toate substanțele, indiferent de structura internă. Mai adânc și mai considerat a fi o știință exactă, mecanica statistică. Comparativ cu termodinamică este mai dificil. Acesta este utilizat în cazul în care relațiile termodinamice nu sunt suficiente pentru a explica fenomenele investigate.
Teoria moleculară-cinetică
Până la mijlocul secolului al 19-lea, s-a dovedit că, în plus față de mecanică și este energia internă a corpurilor macroscopice. Este o parte a echilibrului natural al transformărilor energetice. După energia internă a fost descoperit, a fost formulat poziția privind păstrarea și transformarea. În timp ce pucul alunecare pe gheață, se oprește sub influența forței de frecare, de energie cinetică (mecanică) nu este pur și simplu încetează să mai existe, dar, de asemenea, pentru a transmite șaibele molecule și gheață. Atunci când se deplasează pe suprafețe neregulate ale corpurilor în curs de frecare deformate. Intensitatea moleculelor neregulat în mișcare crește. Când este încălzit, cele două corpuri crește energia internă. Este ușor de observat și tranziția inversă. La încălzirea apei într-o energie internă tub sigilat (și, iar vaporii rezultați) începe să crească. Presiunea va crește, provocând tubul de a fi deplasat. Energia internă a aburului va duce la creșterea energiei cinetice. În procesul de extindere a aburului nu funcționează. Mai mult decât atât, energia internă scade. Ca rezultat, răcirea vaporilor are loc.
Energia internă. informații generale
Atunci când mișcarea aleatorie a moleculelor, suma energia lor cinetică și energia potențială a interacțiunii lor este energia internă. Având în vedere poziția moleculelor unul față de altul și mișcarea lor, calcula această sumă este aproape imposibil. Acest lucru se datorează unui număr foarte mare de elemente în corpurile macroscopice. În acest sens, trebuie să fie în măsură să calculeze valoarea în conformitate cu parametrii macroscopice, care pot fi măsurate.
de gaz monoatomic
Substanța este considerată a fi relativ simplu în proprietățile lor, deoarece constă din atomi individuali, mai degrabă decât molecule. Pentru gazele monoatomice includ argon, heliu, neon. Energia potențială în acest caz este zero. Acest lucru se datorează faptului că moleculele dintr-un gaz ideal nu interacționează unele cu altele. Energia cinetică a mișcării moleculare aleatorii este decisiv pentru interior (U). Pentru a calcula U monoatomic m masa de gaz, trebuie să facem multiplicarea energiei cinetice (medie) 1 atom-lea din numărul total al tuturor atomilor. Dar trebuie amintit că Kna = R. Pe baza datelor disponibile avem, avem următoarea formulă: U = 2/3 x m / M X RT, unde energia internă este direct proporțională cu temperatura absolută. Toate modificările sunt definite doar de U T (temperatura), măsurată în starea inițială și gazul final și nu au nici o legătură directă cu volumul. Acest lucru se datorează faptului că interacțiunea dintre energia sa potențială egală cu 0, și cu siguranță nu depinde de alți parametri de sistem de obiecte macroscopice. În prezența moleculelor mai complexe gaz ideal va avea, de asemenea, energie internă direct proporțională cu temperatura absolută. Dar trebuie să spun, în acest caz, între U și T modificarea coeficientului de proporționalitate. La urma urmei, molecule complexe au nu numai o mișcare de translație, dar, de asemenea, prin rotație. Energia internă este suma acestor molecule mișcări.
Ce determină U?
Energia internă este sub influența unuia dintre parametrii macroscopice. Aceasta este temperatura. In gazele reale, lichide și solide energie potențială (medie) în interacțiunea dintre moleculele nu este zero. Cu toate că, dacă luăm în considerare mai precis, pentru gaze este mult mai puțin cinetică (mediu bine). În plus, pentru solide și lichide - comparabile cu ea. Dar medie U depinde de materialul V, deoarece în perioada de schimbare variază și distanța medie care există între molecule. Din aceasta rezultă că, în termodinamica internă a energiei nu depinde numai de temperatura T, dar, de asemenea, pe direcția V (volum). Valoarea lor determină în mod unic organele de stat, și, astfel, U.
Oceane
Este dificil să ne imaginăm ce conține o rezerve incredibil de mari de energie oceanele lumii. Luați în considerare ceea ce energia internă a apei. Trebuie remarcat faptul că acesta este, de asemenea, de căldură, pentru că au format ca urmare a supraîncălzirii a porțiunii de lichid a suprafeței oceanului. Deci, diferența, de exemplu, 20 de grade în raport cu fundul apei, dobândește o valoare de aproximativ 10 J ^ 26. În măsurarea curenților în ocean, energia cinetică este estimată a fi de aproximativ 10 ~ 18 J.
probleme globale
Există probleme globale, care pot fi puse la nivel mondial. Printre acestea se numără:
- epuizarea combustibililor fosili (în principal petrol și gaze);
- poluarea semnificativă a mediului asociate cu utilizarea acestor resurse;
- termică „poluare“, plus întreaga creștere a concentrației de dioxid de carbon din atmosferă, care amenință perturbări climatice globale;
- utilizarea rezervelor de uraniu, ceea ce duce la apariția deșeurilor radioactive, care este un impact foarte negativ asupra modului de viață a tuturor lucrurilor vii;
- utilizarea energiei de fuziune.
concluzie
Toate această incertitudine cu privire la efectele așteptărilor, care cu siguranță va veni, dacă nu opresc să consume energie extrasă într-un mod care face ca oamenii de știință și ingineri dedice practic toată atenția lor la rezolvarea acestei probleme. Sarcina lor principală este de a găsi sursa optima de energie, este de asemenea importantă și implicarea diferitelor procese naturale. Dintre acestea, cele mai interesante sunt: soarele, sau mai degrabă căldura soarelui, vântul și energia în oceane.
