1 kaj je notranja energija. Notranja energija. Od česa je odvisna notranja energija trdne snovi?

Pri preučevanju toplotnih pojavov se poleg mehanske energije teles uvaja nova vrsta energije- notranja energija. Izračun notranje energije idealnega plina ni težak.

Najenostavnejši po svojih lastnostih je monoatomski plin, to je plin, sestavljen iz posameznih atomov in ne iz molekul. Inertni plini so monoatomski - helij, neon, argon itd. Lahko dobite monoatomski (atomski) vodik, kisik itd. Vendar pa bodo takšni plini nestabilni, saj trki atomov proizvajajo molekule H 2, O 2 itd.

Molekule idealnega plina ne delujejo med seboj, razen v trenutkih neposrednega trka. Zato je njihova povprečna potencialna energija zelo majhna in vsa energija je kinetična energija kaotičnega gibanja molekul. To seveda velja, če posoda s plinom miruje, torej se plin kot celota ne premika (njegovo masno središče miruje). V tem primeru ni urejenega gibanja in je mehanska energija plina enaka nič. Plin ima energijo, ki se imenuje notranja.

Za izračun notranje energije idealnega monoatomskega plina mase T povprečno energijo enega atoma, izraženo s formulo (4.5.5), morate pomnožiti s številom atomov. To število je enako zmnožku količine snovi na Avogadrovo konstanto n A .

Množenje izraza (4.5.5) z
, dobimo notranjo energijo idealnega enoatomskega plina:

(4.8.1)

Notranja energija idealnega plina je neposredno sorazmerna z njegovo absolutno temperaturo. Ni odvisno od prostornine plina. Notranja energija plina je povprečna kinetična energija vseh njegovih atomov.

Če se težišče plina giblje s hitrostjo v 0 , tedaj je skupna energija plina enaka vsoti mehanske (kinetične) energije in notranja energija U:

(4.8.2)

Notranja energija molekularnih plinov

Notranja energija enoatomskega plina (4.8.1) je v bistvu povprečna kinetična energija translacijskega gibanja molekul. Za razliko od atomov se lahko molekule brez sferične simetrije še vedno vrtijo. Zato imajo molekule poleg kinetične energije translacijskega gibanja tudi kinetično energijo rotacijskega gibanja.

V klasični molekularni kinetični teoriji se atomi in molekule obravnavajo kot zelo majhna absolutno trdna telesa. Za vsako telo v klasični mehaniki je značilno določeno število prostostnih stopenj f- število neodvisnih spremenljivk (koordinat), ki enolično določajo položaj telesa v prostoru. Skladno s tem je enako tudi število samostojnih gibov, ki jih telo lahko izvede f. Atom lahko obravnavamo kot homogeno kroglo s številnimi prostostnimi stopnjami f = 3 (slika 4.16, a). Atom se lahko translacijsko giblje le v treh neodvisnih med seboj pravokotnih smereh. Dvoatomska molekula ima osno simetrijo (slika 4.16, b ) in ima pet prostostnih stopenj. Tri prostostne stopnje ustrezajo njenemu translacijskemu gibanju, dve pa rotacijskemu gibanju okoli dveh medsebojno pravokotnih osi in simetrijske osi (črta, ki povezuje središča atomov v molekuli). Za poliatomsko molekulo, tako kot trdno snov poljubne oblike, je značilno šest stopenj svobode (slika 4.16, c ); Skupaj s translacijskim gibanjem lahko molekula izvaja rotacije okoli treh med seboj pravokotnih osi.

Notranja energija plina je odvisna od števila prostostnih stopenj molekul. Zaradi popolne neurejenosti toplotnega gibanja nobena od vrst molekularnega gibanja nima prednosti pred drugo. Za vsako prostostno stopnjo, ki ustreza translacijskemu ali rotacijskemu gibanju molekul, obstaja enaka povprečna kinetična energija. To je izrek o enakomerni porazdelitvi kinetične energije po prostostnih stopnjah (v statistični mehaniki je strogo dokazan).

Povprečna kinetična energija translacijskega gibanja molekul je enaka . Translacijsko gibanje ustreza trem stopnjam svobode. Zato je povprečna kinetična energija na eno prostostno stopnjo je enako:

(4.8.3)

Če to vrednost pomnožimo s številom prostostnih stopenj in številom molekul plina, ki tehtajo T, potem dobimo notranjo energijo poljubnega idealnega plina:

(4.8.4)

Ta formula se razlikuje od formule (4.8.1) za enoatomni plin tako, da faktor 3 zamenjamo s faktorjem f.

Notranja energija idealnega plina je premosorazmerna z absolutno temperaturo in ni odvisna od prostornine plina.

Po MKT so vse snovi sestavljene iz delcev, ki so v neprekinjenem toplotnem gibanju in medsebojno delujejo. Torej, tudi če je telo negibno in ima potencialno energijo nič, ima energijo (notranjo energijo), ki je skupna energija gibanja in interakcije mikrodelcev, ki sestavljajo telo. Notranja energija vključuje:

kinetična energija translacijskega, rotacijskega in vibracijskega gibanja molekul;
potencialna energija interakcije atomov in molekul;
intraatomska in intranuklearna energija.

V termodinamiki obravnavamo procese pri temperaturah, pri katerih ni vzbujeno nihajno gibanje atomov v molekulah, tj. pri temperaturah, ki ne presegajo 1000 K. Pri teh procesih se spremenita le prvi dve komponenti notranje energije. Zato pod notranja energija v termodinamiki razumemo vsoto kinetične energije vseh molekul in atomov nekega telesa ter potencialno energijo njihovega medsebojnega delovanja.

Notranja energija telesa določa njegovo toplotno stanje in se med prehodom iz enega stanja v drugo spreminja. V danem stanju ima telo popolnoma določeno notranjo energijo, neodvisno od procesa, skozi katerega je prešlo v to stanje. Zato se pogosto imenuje notranja energija funkcija stanja telesa.

Notranja energija je količina, ki označuje termodinamično stanje telesa. Vsako telo je sestavljeno iz delcev, ki se nenehno gibljejo in medsebojno delujejo. Notranja energija telesa je vsota kinetične energije gibanja delcev snovi in potencialne energije njihovega medsebojnega delovanja.

H Stopnja svobode je število neodvisnih spremenljivk, ki določajo položaj telesa v prostoru in je označeno i .

Kot vidite, položaj materialne točke (monatomske molekule) je podan s tremi koordinatami, zato ima tri prostostne stopnje : i = 3

Notranja energija je odvisna od temperature. Če se temperatura spremeni, se spremeni notranja energija.

Sprememba notranje energije

Pri reševanju praktičnih problemov ne igra pomembne vloge sama notranja energija, temveč njena sprememba ΔU = U2 - U1. Sprememba notranje energije se izračuna na podlagi zakonov o ohranitvi energije.
Notranja energija telesa se lahko spreminja na dva načina:

1. Pri zavezovanju mehansko delo.

a) Če zunanja sila povzroči deformacijo telesa, se spremenijo razdalje med delci, iz katerih je telo sestavljeno, zato se spremeni potencialna energija interakcije delcev. Pri neelastičnih deformacijah se poleg tega spreminja telesna temperatura, tj. spremeni se kinetična energija toplotnega gibanja delcev. Ko pa se telo deformira, se opravi delo, ki je merilo za spremembo notranje energije telesa.

c) Pod vplivom trenja pride do spremembe notranje energije telesa, saj kot je znano iz izkušenj, trenje vedno spremlja sprememba temperature drgnjenih teles. Delo, ki ga opravi sila trenja, lahko služi kot merilo spremembe notranje energije.

2. S pomočjo izmenjava toplote. Na primer, če telo postavimo v plamen gorilnika, se bo njegova temperatura spremenila, zato se bo spremenila njegova notranja energija. Tu pa se ni delalo, ker ni bilo vidnega gibanja niti samega telesa niti njegovih delov.

Sprememba notranje energije sistema brez opravljanja dela se imenuje izmenjava toplote(prenos toplote).

Obstajajo tri vrste prenosa toplote: prevodnost, konvekcija in sevanje.

A) Toplotna prevodnost je proces izmenjave toplote med telesi (ali deli telesa) med njihovim neposrednim stikom, ki ga povzroča toplotno kaotično gibanje telesnih delcev. Višja kot je temperatura, večja je amplituda nihanja molekul trdnega telesa. Toplotna prevodnost plinov je posledica izmenjave energije med molekulami plina med njihovimi trki. Pri tekočinah delujeta oba mehanizma. Toplotna prevodnost snovi je največja v trdnem stanju in najmanjša v plinastem stanju.

b) Konvekcija predstavlja prenos toplote z ogrevanimi tokovi tekočine ali plina iz nekaterih območij prostornine, ki jih zasedajo, na druga.

c) Izmenjava toplote pri sevanje izvajajo na daljavo preko elektromagnetnih valov.

Preverjanje razumevanja snovi:

Njihove interakcije.

Vstopi notranja energija ravnovesje energetskih transformacij v naravi. Po odkritju notranje energije je bila oblikovana zakon o ohranitvi in transformaciji energije. Oglejmo si medsebojno transformacijo mehanske in notranje energije. Svinčena krogla naj leži na svinčeni plošči. Dvignimo ga in spustimo. Ko smo dvignili žogo, smo ji dali potencialno energijo. Ko žoga pade, se zmanjša, ker žogica pada vedno nižje. Toda z naraščajočo hitrostjo se kinetična energija žoge postopoma povečuje. Potencialna energija žoge se pretvori v kinetično energijo. Potem pa je žoga zadela svinčeno ploščo in se ustavila. Njena kinetična in potencialna energija glede na ploščo sta postali nič. Če pregledamo kroglo in ploščo po udarcu, bomo videli, da se je njuno stanje spremenilo: krogla se je nekoliko sploščila in na plošči je nastala majhna vdolbina; ko jim izmerimo temperaturo, ugotovimo, da so se segreli.

Segrevanje pomeni povečanje povprečne kinetične energije telesnih molekul. Med deformacijo se spremeni relativni položaj delcev telesa, zato se spremeni tudi njihova potencialna energija.

Tako lahko trdimo, da se mehanska energija, ki jo je imela žogica na začetku poskusa, pretvori v notranja energija telesa.

Ni težko opaziti obratnega prehoda notranje energije v mehansko.

Na primer, če vzamete stekleno posodo z debelimi stenami in vanjo črpate zrak skozi luknjo v zamašku, bo pluta čez nekaj časa odletela iz posode. V tem trenutku se v plovilu naredi megla. Pojav megle pomeni, da se je zrak v plovilu ohladil in se je zato njegova notranja energija zmanjšala. To je razloženo z dejstvom, da je stisnjen zrak v posodi, ki je potisnil čep (tj. razširil), deloval tako, da je zmanjšal svojo notranjo energijo. Kinetična energija čepa se je povečala zaradi notranje energije stisnjenega zraka.

Tako je eden od načinov spreminjanja notranje energije telesa delo, ki ga molekule telesa (ali drugih teles) opravijo na dano telo. Način za spreminjanje notranje energije brez opravljanja dela je prenos toplote.

Notranja energija idealnega enoatomskega plina.

Ker molekule idealnega plina med seboj ne delujejo, velja, da je njihova potencialna energija enaka nič. Notranja energija idealnega plina je določena le s kinetično energijo naključnega translacijskega gibanja njegovih molekul. Če ga želite izračunati, morate povprečno kinetično energijo enega atoma pomnožiti s številom atomov . Glede na to k NA = R, dobimo vrednost notranje energije idealnega plina:

Notranja energija idealnega enoatomskega plina je neposredno sorazmerna z njegovo temperaturo. Če uporabimo Clapeyron-Mendelejevo enačbo, lahko izraz za notranjo energijo idealnega plina predstavimo kot:

Opozoriti je treba, da glede na izraz za povprečno kinetično energijo enega atoma in zaradi naključnosti gibanja v vsako od treh možnih smeri gibanja oz stopnja svobode, vzdolž osi X, Y in Z predstavljajo enako energijo.

Število prostostnih stopinj je število možnih neodvisnih smeri gibanja molekule.

Plin, katerega vsaka molekula je sestavljena iz dveh atomov, se imenuje dvoatomni. Vsak atom se lahko giblje v treh smereh, torej je skupno število možnih smeri gibanja 6. Zaradi povezanosti med molekulami se število prostostnih stopenj zmanjša za eno, torej število prostostnih stopinj dvoatomne molekule je pet.

Povprečna kinetična energija dvoatomne molekule je. V skladu s tem je notranja energija idealnega dvoatomskega plina enaka:

Formule za notranjo energijo idealnega plina lahko posplošimo:

kje i je število prostostnih stopenj molekul plina ( i= 3 za monoatomsko in i= 5 za dvoatomni plin).

Pri idealnih plinih je notranja energija odvisna le od enega makroskopskega parametra - temperature in ni odvisna od prostornine, saj je potencialna energija enaka nič (prostornina določa povprečno razdaljo med molekulami).

Pri realnih plinih potencialna energija ni enaka nič. Zato je notranja energija v termodinamiki v splošnem primeru enolično določena s parametri, ki označujejo stanje teh teles: prostornina (V) in temperaturo (T).

Po MKT so vse snovi sestavljene iz delcev, ki so v neprekinjenem toplotnem gibanju in medsebojno delujejo. Torej tudi če je telo negibno in ima potencialno energijo nič, ima energijo (notranjo energijo), ki je skupna energija gibanja in interakcije mikrodelcev, ki sestavljajo telo. Notranja energija vključuje:

kinetična energija translacijskega, rotacijskega in vibracijskega gibanja molekul;
potencialna energija interakcije atomov in molekul;
intraatomska in znotrajjedrska energija.

pod notranja energija v termodinamiki razumemo vsoto kinetične energije vseh molekul in atomov nekega telesa ter potencialno energijo njihovega medsebojnega delovanja.

\(~U = \dfrac (i)(2) \cdot \dfrac (m)(M) \cdot R \cdot T,\)

kje i- stopnja svobode. Za enoatomske pline (npr. žlahtne pline) i= 3, za diatomsko - i = 5.

Iz teh formul je razvidno, da je notranja energija idealnega plina odvisno samo od temperature in števila molekul in ni odvisna niti od prostornine niti od tlaka. Zato je sprememba notranje energije idealnega plina določena samo s spremembo njegove temperature in ni odvisna od narave procesa, v katerem plin prehaja iz enega stanja v drugega:

\(~\Delta U = U_2 - U_1 = \dfrac (i)(2) \cdot \dfrac(m)(M) \cdot R \cdot \Delta T ,\)

kjer je Δ T = T 2 - T 1 .

Molekule realnih plinov medsebojno delujejo in imajo zato potencialno energijo W p, ki je odvisen od razdalje med molekulama in s tem od prostornine, ki jo zaseda plin. Tako je notranja energija pravega plina odvisna od njegove temperature, prostornine in molekularne strukture.

*Izpeljava formule

Povprečna kinetična energija molekule \(~\left\langle W_k \right\rangle = \dfrac (i)(2) \cdot k \cdot T\).

Število molekul v plinu je \(~N = \dfrac (m)(M) \cdot N_A\).

Zato je notranja energija idealnega plina

\(~U = N \cdot \left\langle W_k \right\rangle = \dfrac (m)(M) \cdot N_A \cdot \dfrac (i)(2) \cdot k \cdot T .\)

Glede na to k⋅N A= R je univerzalna plinska konstanta, ki jo imamo

\(~U = \dfrac (i)(2) \cdot \dfrac (m)(M) \cdot R \cdot T\) - notranja energija idealnega plina.

Sprememba notranje energije

Pri reševanju praktičnih problemov ne igra pomembne vloge sama notranja energija, temveč njena sprememba Δ U = U 2 - U 1. Sprememba notranje energije se izračuna na podlagi zakonov o ohranitvi energije.

Notranja energija telesa se lahko spreminja na dva načina:

Pri zavezovanju mehansko delo.
S pomočjo izmenjava toplote a) Če zunanja sila povzroči deformacijo telesa, se spremenijo razdalje med delci, iz katerih je telo sestavljeno, zato se spremeni potencialna energija interakcije delcev. Pri neelastičnih deformacijah se poleg tega spreminja telesna temperatura, tj. spremeni se kinetična energija toplotnega gibanja delcev. Ko pa se telo deformira, se opravi delo, ki je merilo za spremembo notranje energije telesa.

b) Notranja energija telesa se spremeni tudi pri njegovem neelastični trku z drugim telesom. Kot smo že videli, se med neelastičnim trkom teles njihova kinetična energija zmanjša, spremeni se v notranjo energijo (če na primer večkrat s kladivom udarite po žici, ki leži na nakovalu, se bo žica segrela). Merilo za spremembo kinetične energije telesa je po izreku o kinetični energiji delo delujočih sil. To delo lahko služi tudi kot merilo sprememb notranje energije. izmenjava toplote c) Sprememba notranje energije telesa nastane pod vplivom sile trenja, saj, kot je znano iz izkušenj, trenje vedno spremlja sprememba temperature drgljivih teles. Delo, ki ga opravi sila trenja, lahko služi kot merilo spremembe notranje energije.

. Na primer, če telo postavimo v plamen gorilnika, se bo spremenila njegova temperatura, posledično se bo spremenila tudi njegova notranja energija. Tu pa se ni delalo, ker ni bilo vidnega gibanja niti samega telesa niti njegovih delov.

A) Toplotna prevodnost Sprememba notranje energije sistema brez opravljanja dela se imenuje

b) Konvekcija(prenos toplote).

Obstajajo tri vrste prenosa toplote: prevodnost, konvekcija in sevanje. sevanje je proces izmenjave toplote med telesi (ali deli telesa) med njihovim neposrednim stikom, ki ga povzroča toplotno kaotično gibanje telesnih delcev. Višja kot je temperatura, večja je amplituda nihanja molekul trdnega telesa. Toplotna prevodnost plinov je posledica izmenjave energije med molekulami plina med njihovimi trki. Pri tekočinah delujeta oba mehanizma. Toplotna prevodnost snovi je največja v trdnem stanju in najmanjša v plinastem stanju.

predstavlja prenos toplote z ogrevanimi tokovi tekočine ali plina iz nekaterih območij prostornine, ki jih zasedajo, na druga.

c) Izmenjava toplote pri

Pri obravnavi termodinamičnih procesov se mehansko gibanje makroteles kot celote ne upošteva. Koncept dela je tukaj povezan s spremembo volumna telesa, tj. premikanje delov makrotelesa relativno drug glede na drugega. Ta proces vodi do spremembe razdalje med delci, pogosto pa tudi do spremembe hitrosti njihovega gibanja, torej do spremembe notranje energije telesa.

Izobarični proces

Najprej si oglejmo izobarni proces. Naj bo v valju s gibljivim batom plin pri temperaturi T 1 (slika 1).

Plin bomo počasi segrevali na temperaturo T 2. Plin se bo izobarično razširil in bat se bo premaknil s položaja 1 na položaj 2 na razdaljo Δ l. Sila tlaka plina bo opravila delo na zunanjih telesih. Ker str= const, nato sila pritiska F = p⋅S tudi stalna. Zato lahko delo te sile izračunamo s formulo

\(~A = F \cdot \Delta l = p \cdot S \cdot \Delta l = p \cdot \Delta V,\)

kjer je Δ V- sprememba prostornine plina.

Če se prostornina plina ne spremeni (izohorni proces), je delo, ki ga opravi plin, enako nič.

Plin opravlja delo samo v procesu spreminjanja prostornine.

Pri razširitvi (Δ V> 0) plina je opravljeno pozitivno delo ( A> 0); med stiskanjem (Δ V < 0) газа совершается отрицательная работа (A < 0).

Če upoštevamo delo zunanjih sil A " (A " = –A), nato z razširitvijo (Δ V> 0) plin A " < 0); при сжатии (ΔV < 0) A " > 0.

Zapišimo Clapeyron-Mendelejevo enačbo za dve plinski stanji:

\(~p \cdot V_1 = \nu \cdot R \cdot T_1, \; \; p \cdot V_2 = \nu \cdot R \cdot T_2,\)

\(~p \cdot (V_2 - V_1) = \nu \cdot R \cdot (T_2 - T_1) .\)

Zato, ko izobarni proces

\(~A = \nu \cdot R \cdot \Delta T .\)

Če je ν = 1 mol, potem pri Δ Τ = 1 K dobimo to Rštevilčno enaka A.

Iz tega izhaja fizikalni pomen univerzalne plinske konstante: številčno je enako delu, ki ga opravi 1 mol idealnega plina, ko ga izobarično segrejemo za 1 K.

Ni izobarni proces

Na grafikonu str (V) v izobaričnem procesu je delo enako površini osenčenega pravokotnika na sliki 2, a.

Če proces ni izobarično(Sl. 2, b), nato krivulja funkcije str = f(V) lahko predstavimo kot prekinjeno črto, sestavljeno iz velikega števila izohor in izobar. Delo na izohoričnih odsekih je nič, skupno delo na vseh izobaričnih odsekih pa bo enako

\(~A = \lim_(\Delta V \to 0) \sum^n_(i=1) p_i \cdot \Delta V_i\) ali \(~A = \int p(V) \cdot dV,\ )

tiste. bo enakovreden območje zasenčene figure.

pri izotermični proces (T= const) delo je enako površini osenčene figure, prikazane na sliki 2, c.

Z zadnjo formulo je mogoče določiti delo le, če je znano, kako se spreminja tlak plina, ko se spremeni njegova prostornina, tj. oblika funkcije je znana str = f(V).

Tako je jasno, da bo tudi pri enaki spremembi prostornine plina delo odvisno od načina prehoda (tj. od procesa: izotermičen, izobaričen...) iz začetnega stanja plina v končno. stanje. Zato lahko sklepamo, da

Delo v termodinamiki je funkcija procesa in ne funkcija stanja.

Količina toplote

Kot veste, med različnimi mehanskimi procesi pride do spremembe mehanske energije W. Merilo spremembe mehanske energije je delo sil, ki delujejo na sistem:

\(~\Delta W = A.\)

Pri izmenjavi toplote pride do spremembe notranje energije telesa. Merilo za spremembo notranje energije med prenosom toplote je količina toplote.

Količina toplote je merilo za spremembo notranje energije med prenosom toplote.

Tako delo in količina toplote označujeta spremembo energije, vendar nista enaka notranji energiji. Ne označujejo samega stanja sistema (kot notranja energija), ampak določajo proces prehoda energije iz ene vrste v drugo (iz enega telesa v drugo), ko se stanje spremeni in je bistveno odvisno od narave procesa.

Glavna razlika med delom in toploto je v tem

delo označuje proces spreminjanja notranje energije sistema, ki ga spremlja preoblikovanje energije iz ene vrste v drugo (iz mehanske v notranjo);
količina toplote označuje proces prenosa notranje energije iz enega telesa v drugega (od bolj ogrevanega do manj ogrevanega), ki ga ne spremljajo energijske transformacije.

Ogrevanje (hlajenje)

Izkušnje kažejo, da je količina toplote, ki je potrebna za ogrevanje telesne mase m na temperaturo T 1 na temperaturo T 2, izračunano po formuli

\(~Q = c \cdot m \cdot (T_2 - T_1) = c \cdot m \cdot \Delta T,\)

kje c- specifična toplotna kapaciteta snovi (tabelarna vrednost);

\(~c = \dfrac(Q)(m \cdot \Delta T).\)

Enota SI za specifično toplotno kapaciteto je joule na kilogram Kelvina (J/(kg K)).

Specifična toplota c je številčno enaka količini toplote, ki jo je treba privesti telesu, ki tehta 1 kg, da se segreje za 1 K.

Poleg specifične toplotne kapacitete se upošteva tudi takšna količina, kot je toplotna kapaciteta telesa.

Toplotna zmogljivost telo Cštevilčno enaka količini toplote, ki je potrebna za spremembo telesne temperature za 1 K:

\(~C = \dfrac(Q)(\Delta T) = c \cdot m.\)

Enota SI za toplotno kapaciteto telesa je joule na Kelvin (J/K).

Uparjanje (kondenzacija)

Za pretvorbo tekočine v paro pri konstantni temperaturi je potrebno porabiti določeno količino toplote

\(~Q = L \cdot m,\)

kje L- specifična toplota uparjanja (tabelarna vrednost). Pri kondenzaciji pare se sprosti enaka količina toplote.

Enota SI za specifično toploto uparjanja je joule na kilogram (J/kg).

Taljenje (kristalizacija)

Da bi stopili kristalno telo tehtanje m pri tališču mora telo sporočiti količino toplote

\(~Q = \lambda \cdot m,\)

kje λ - specifična talilna toplota (tabelarna vrednost). Ko telo kristalizira, se sprosti enaka količina toplote.

Enota SI za specifično talilno toploto je joule na kilogram (J/kg).

Zgorevanje goriva

Količina toplote, ki se sprosti med popolnim zgorevanjem mase goriva m,

\(~Q = q \cdot m,\)

kje q- specifična zgorevalna toplota (tabelarna vrednost).

Enota SI za specifično zgorevalno toploto je joule na kilogram (J/kg).

Literatura

Aksenovich L. A. Fizika v srednji šoli: Teorija. Naloge. Testi: Učbenik. dodatek za ustanove, ki izvajajo splošno izobraževanje. okolje, izobraževanje / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Ed. K. S. Farino. - Mn.: Adukatsiya i vyhavanne, 2004. - Str. 129-133, 152-161.

Vsako telo ali predmet ima energijo. Na primer, leteče letalo ali padajoča žoga imata mehansko energijo. Glede na interakcijo z zunanjimi telesi ločimo dve vrsti mehanske energije: kinetično in potencialno. Vsi predmeti, ki se tako ali drugače premikajo v prostoru, imajo kinetično energijo. To je letalo, ptica, žoga, ki leti v gol, premikajoči se avto itd. Druga vrsta mehanske energije je potencialna. To energijo ima na primer dvignjen kamen ali krogla nad površino zemlje, stisnjena vzmet itd. V tem primeru se lahko kinetična energija telesa spremeni v potencialno energijo in obratno.

Letala, helikopterji in zračne ladje imajo kinetično energijo

Stisnjena vzmet ima potencialno energijo

Poglejmo si primer. Trener dvigne žogo in jo drži v rokah. Žoga ima potencialno energijo. Ko trener vrže žogo na tla, ima med letenjem kinetično energijo. Ko se žoga odbije, teče tudi energija, dokler žoga ne leži na igrišču. V tem primeru sta tako kinetična kot potencialna energija enaki nič. Toda notranja energija molekul žoge se je povečala zaradi interakcije s poljem.

Obstaja pa tudi notranja energija molekul telesa, na primer iste žoge. Medtem ko ga premikamo ali dvigujemo, se notranja energija ne spreminja. Notranja energija ni odvisna od mehanskega delovanja ali gibanja, temveč le od temperature, agregatnega stanja in drugih lastnosti.

Vsako telo vsebuje veliko molekul, ki imajo lahko tako kinetično energijo gibanja kot potencialno energijo interakcije. Ob istem času notranja energija je vsota energij vseh molekul v telesu.

Kako spremeniti notranjo energijo telesa

Notranja energija je odvisna od hitrosti gibanja molekul v telesu. Hitreje kot se premikajo, večja je energija telesa. To se običajno zgodi, ko se telo segreje. Če ga ohladimo, pride do obratnega procesa – notranja energija se zmanjša.

Če ponev segrejemo z ognjem (štedilnikom), potem na tem predmetu opravimo delo in temu primerno spremenimo njegovo notranjo energijo.

Notranjo energijo je mogoče spremeniti na dva glavna načina.Delo na telesu,povečamo njegovo notranjo energijo in obratno, če telo opravi delo, potem se njegova notranja energija zmanjša. Drugi način spreminjanja notranje energije jeproces prenosa toplote.Upoštevajte, da pri drugi možnosti na telesu ni dela. Na primer, stol, ki stoji poleg vročega radiatorja, se pozimi segreje. Prenos toplote vedno poteka s teles z višjo temperaturo na telesa z nižjo temperaturo.

Tako se pozimi zrak segreje iz baterij. Izvedimo majhen poskus, ki ga lahko naredimo doma. Vzemite kozarec vroče vode in ga postavite v skledo ali posodo s hladno vodo. Čez nekaj časa se bo temperatura vode v obeh posodah izenačila. To je proces prenosa toplote, to je spreminjanje notranje energije brez opravljanja dela. Obstajajo trije načini prenosa toplote: