Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

11.1: Внутрішня енергія

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    24397

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Внутрішня енергія системи ідентифікується з випадковим, невпорядкованим рухом молекул; загальна (внутрішня) енергія в системі включає потенційну та кінетичну енергію. Це контрастує із зовнішньою енергією, яка є функцією зразка щодо зовнішнього середовища (наприклад, кінетична енергія, якщо зразок рухається, або потенційна енергія, якщо зразок знаходиться на висоті від землі тощо). Символ внутрішньої зміни енергії є\( ΔU\).

    Енергія в менших масштабах

    • Внутрішня енергія включає енергію в мікроскопічному масштабі
    • Це сума всіх мікроскопічних енергій, таких як:
      1. поступальна кінетична енергія
      2. коливальна і обертальна кінетична енергія
      3. потенційна енергія від міжмолекулярних сил
    Приклад

    Один грам води при нулі° Цельсія порівняно з одним грамом міді при нулі° Цельсія НЕ мають однакової внутрішньої енергії, оскільки, незважаючи на те, що їх кінетичні енергії рівні, вода має набагато вищу потенційну енергію, внаслідок чого її внутрішня енергія набагато більша за внутрішню енергію міді.

    Внутрішні рівняння зміни енергії

    Перший закон термодинаміки говорить:

    \[dU=dq+dw\]

    де\(dq\) тепло і\(dw\) є робота.

    Ізольована система не може обмінюватися теплом або працювати зі своїм оточенням, роблячи зміну внутрішньої енергії рівною нулю:

    \[dU_{\text {isolated system}} = 0\]

    Тому в ізольованій системі:

    \[dq=-dw\]

    Енергія зберігається

    Хім Райана wiki.jpg

    \[dU_{\text {isolated system}} = dU_{\text {system}} + dU_{\text {surroundings}}\]

    \[dU_{\text {system}}= -dU_{\text {surroundings}}\]

    Ознаки внутрішньої енергії

    • Енергія, що надходить в систему, є ПОЗИТИВНОЮ (+), тобто тепло поглинається, q> 0. Роботи, таким чином, виконуються в системі, w> 0
    • Енергія, що виходить з системи, є НЕГАТИВНОЮ (-), тобто тепло віддається системою, q<0 і робота виконується системою, w<0

    Швидкі примітки

    • Система містить ТІЛЬКИ Внутрішню Енергію
    • Система НЕ містить енергії у вигляді тепла або роботи
    • Тепло і робота існують лише під час зміни системи; вони є функціями шляху
    • Внутрішня енергія - функція стану

    Зовнішні посилання

    • Левін, Іра Н. «Термодинамічна внутрішня енергія ідеального газу жорстких роторів.» Хім Дж. Едук. 1985: 62, 53.

    Дописувачі

    • Лотарингія Альборцфар (UCD)