Integration der sekundären Sonderausbildung mit professionell technischem. Entwicklung und Umsetzung von Technologie der integrativen Designtraining von Studierenden technischer Spezialitäteninstitutionen

Themen codifschaft-EGE. : innere Energie, Wärmeübertragung, Wärmeenträger.

Partikel von Körperteilen - Atomen oder Molekülen - machen eine chaotische unablässige Bewegung (die sogenannten wärmeverkehr). Daher hat jedes Partikel etwas kinetische Energie.

Darüber hinaus interagieren die Partikel der Substanz miteinander mit einer anderen Kräfte der elektrischen Anziehungskraft und der Abstoßung sowie durch durch atomkraft. Daher hat das gesamte Teilkörpersystem dieses Körpers auch eine mögliche Energie.

Die kinetische Energie der thermischen Bewegung von Partikeln und die potentielle Energie ihrer Wechselwirkung zusammen bilden eine neue Art von Energie, die nicht auf die mechanische Energie des Körpers verringert wird (das heißt, kinetische Energie Körperbewegung als Ganzes und potentielle Energie seiner Interaktion mit anderen Körper). Diese Art von Energie wird als interne Energie bezeichnet.

Die innere Energie des Körpers ist die gesamte kinetische Energie der thermischen Bewegung seiner Partikel sowie die potentielle Energie ihrer Wechselwirkung miteinander.

Die innere Energie des thermodynamischen Systems ist die Summe der inneren Energien der Körper im System.

Somit bilden die innere Energie des Körpers die folgenden Begriffe.

1. Kinetische Energie der kontinuierlichen chaotischen Bewegung von Körperteilchen.
2. Die mögliche Energie von Molekülen (Atomen), die durch die Kräfte der intermolekularen Wechselwirkung verursacht werden.
3. Elektronenergie in Atomen.
4. Erste Energie.

Im Falle des einfachsten Modells der Substanz - das perfekte Gas - für innere Energie ist es möglich, eine offensichtliche Formel zu erhalten.

Innere Energie von Ein-Rindern-Idealgas

Die potentielle Energie der Wechselwirkung der perfekten Gaspartikel ist Null (wir erinnern sich daran, dass wir im Modell des idealen Gases die Wechselwirkung von Partikeln in einem Abstand vernachlässigen). Daher wird die innere Energie eines osomischen idealen Gases auf die gesamte kinetische Energie des Translation (in mehrwertigem Gas reduziert, um die Drehung von Molekülen und Schwankungen in Atomen in den Molekülen in den Molekülen) ihrer Atome berücksichtigt. Diese Energie ist zu finden, multipliziert mit der Anzahl der Gasatome auf der durchschnittlichen kinetischen Energie eines Atoms:

Wir sehen, dass die innere Energie des perfekten Gases (Masse und chemische Zusammensetzung was unverändert bleibt) ist die Funktion nur seiner Temperatur. In Echtgas, flüssigen oder festen Körper hängt die interne Energie von der Lautstärke ab - denn wenn sich die Lautstärke ändert gegenseitiges Einverständnis Partikel und infolgedessen die potentielle Energie ihrer Interaktion.

Statusfunktion

Die wichtigste Eigenschaft der inneren Energie ist, dass es ist statusfunktion Thermodynamisches System. Innere Energie wird nämlich definitiv durch einen Satz von makroskopischen Parametern bestimmt, die das System charakterisieren, und hängt nicht von der "Vorgeschichte" des Systems ab, d. H. Aus welchem \u200b\u200bZustand war das System zuvor und wie konkret es in diesem Zustand war.

Somit wird beim Umschalten eines Systems aus einem Zustand zu einer anderen Änderung in seiner inneren Energie nur durch die Anfangs- und Endzustände des Systems bestimmt und hängt nicht ab Vom Übergangspfad vom ursprünglichen Zustand bis zum Finale. Wenn das System in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt, ist die Änderung seiner inneren Energie Null.

Die Erfahrung zeigt, dass es nur zwei Möglichkeiten gibt, die innere Energie des Körpers zu ändern:

Durchführen mechanische Arbeit;
Wärmeübertragung.

Einfach gesteckt, den Wasserkocher erhitzen können nur zwei grundsätzlich verschiedene Wege: Reiben Sie es mit etwas oder feuern Sie ein :-) Betrachten Sie diese Methoden detaillierter.

Änderung der internen Energie: Arbeit

Wenn die Arbeit durchgeführt wird Über Der Körper nimmt die innere Energie des Körpers zu.

Zum Beispiel wird ein Nagel nach dem Auswirkungen darauf erhitzt und leicht verformt. Die Temperatur ist jedoch ein Maß für die mittlere kinetische Energie von Körperteilchen. Die Erwärmung des Nagels zeugt auf eine Erhöhung der kinetischen Energie seiner Partikel: In der Tat beschleunigen die Partikel vom Schlag vom Hammer und von der Reibung des Nagels auf der Platine.

Die Verformung ist nichts anderes als eine Verschiebung von Partikeln relativ zueinander; Der Nagel nach dem Aufprall erfährt die Verformung der Kompression, ihre Partikel kommen näher, die Abstoßkraft nimmt zwischen ihnen zu, und dies führt zu einer Erhöhung der potentiellen Energie der Nagelteilchen.

So nahm sich die innere Energie des Nagels an. Dies war das Ergebnis der Arbeitskommission - die Arbeit wurde vom Hammer und der Reibungsstärke über das Vorstand gemacht.

Wenn die Arbeit durchgeführt wird samim Körper, die innere Energie des Körpers nimmt ab.

Zum Beispiel dehnt sich beispielsweise Druckluft im wärmeisolierten Gefäß unter dem Kolben aus und erhöht eine Ladung, wodurch die Arbeit erstellt wird (der Prozess im hitzeisolierten Gefäß wird genannt adiabatu.. Wir werden den adiabatischen Prozess untersuchen, wenn wir das erste Gesetz der Thermodynamik in Betracht ziehen). Während eines solchen Prozesses wird die Luft gekühlt - seine Moleküle, die nach dem sich bewegenden Kolben treffen, ihm einen Teil seiner kinetischen Energie geben. (So \u200b\u200bwie ein Fußballspieler, der Fuß, der den Fuß schnell fliegt, anhört, macht es von Der Ball und erlischt seine Geschwindigkeit.) Es wurde, dass die innere Energie der Luft abnimmt.

Die Luft macht somit auf Kosten seiner inneren Energie: Weil das Gefäß thermisch isoliert ist, gibt es keinen Energieverzweigungszufluss an der Luft aus allen externen Quellen, und um Energie zu ziehen, um die Luft nur aus ihren eigenen Beständen auszuführen .

Änderung der internen Energie: Wärmeübertragung

Wärmeübertragung ist der Prozess des Übergangs der inneren Energie von einem heißeren Körper zu einem Kühler, der nicht mit der Kommission der mechanischen Arbeit zusammenhängt.. Die Wärmeübertragung kann entweder mit direktem Kontakt von Körper oder durch eine Zwischenumgebung (und auch durch ein Vakuum) durchgeführt werden. Die Wärmeübertragung wird zurückgerufen wärmeaustausch.

Drei Arten von Wärmeübertragung sind unterschieden: Wärmeleitfähigkeit, Konvektion und wärmestrahlung.

Jetzt werden wir sie näher ansehen.

Wärmeleitfähigkeit

Wenn die Eisenstange ein Ende in das Feuer saugt, dann wird es, wie wir wissen, dass Sie es nicht in der Hand halten. Wenn Sie in das Gebiet der hohen Temperatur finden, schwanken Eisenatome, um intensiver schwanken (dh sie erwerben zusätzliche kinetische Energie), und sie verursachen stärkere Schläge in ihren Nachbarn.

Die kinetische Energie von benachbarten Atomen nimmt ebenfalls zu, und nun berichten diese Atome ihre Nachbarn zusätzliche kinetische Energie. Also breitet sich von der Stelle bis zur Sektorwärme allmählich über die Stange - vom Ende des Endes an unsere Hand aus. Dies ist die Wärmeleitfähigkeit (Abb. 1) (Bild von EducationalElektronicsUSA.com).

Feige. 1. Wärmeabwicklung.

Die Wärmeleitfähigkeit ist die Übertragung von innerer Energie aus mehr erhitzten Teilen des Körpers bis hin zu weniger erhitzt wegen thermischer Bewegung und Wechselwirkung von Körperteilchen.

Wärmeleitfähigkeit verschiedene Substanzen Verschiedene. Hohe Wärmeleitfähigkeit sind Metalle: Die besten Wärmeleiter sind Silber, Kupfer und Gold. Die Wärmeleitfähigkeit von Flüssigkeiten ist viel kleiner. Gase sind Wärme so schlecht, dass bereits zu Wärmeisolatoren gehören: Gase-Moleküle aufgrund langer Abstände zwischen ihnen interagieren schwach miteinander. Deshalb werden zum Beispiel Doppelrahmen in den Fenstern hergestellt: Die Luftschicht verhindert die Pflege der Wärme).

Schlechte Wärmeleiter sind daher poröse Körpern - wie Ziegelstein, Watte oder Fell. Sie enthalten Luft in ihren Poren. Kein Wunder, dass Backsteinhäuser am warmesten und im Frost angesehen werden, tragen die Menschen Pelzmäntel und -jacken mit einer Schicht aus Flusen oder Synthese.

Aber wenn die Luft die Wärme so stark macht, warum erinnert es sich aus dem Batterieraum?

Dies ist auf die andere Art der Wärmeübertragungskonvektion zurückzuführen.

Konvektion

Konvektion ist die Übertragung von innerer Energie in Flüssigkeiten oder Gasen infolge der Zirkulation von Strömen und Rühren der Substanz.

Luft in der Nähe der Batterie erwärmt und erweitert sich. Die auf diese Luft wirkende Festigkeit bleibt gleich, und die Auswurfleistung von der Außenluft erhöht sich, so dass die erhitzte Luft an der Decke knallt. Es kommt zu kalten Luft (demselben Prozess, aber in einer viel ehrgeizigeren Skala, der ständig in der Natur passiert: So tritt der Wind auf), mit dem das Gleiche wiederholt wird.

Infolgedessen wird die Luftzirkulation festgelegt, die als ein Beispiel für die Konvektion dient - die Wärmeverteilung im Raum wird durch Luftstrom durchgeführt.

Ein vollständig ähnlicher Prozess kann in Flüssigkeit beobachtet werden. Wenn Sie einen Wasserkocher- oder Wassersaucepan auf den Teller legen, tritt die Wasserheizung hauptsächlich auf die Konvektion auf (der Beitrag der Wärmeleitfähigkeit des Wassers ist hier sehr unbedeutend).

Konvektionsströme in Luft und Flüssigkeit sind in Fig. 4 gezeigt. 2 (Bilder von Physics.ariZona.edu).

Feige. 2. Konvektion

Bei Festkörpern ist die Konvektion abwesend: Die Wechselwirkungskräfte von Partikeln sind groß, die Partikel schwanken in der Nähe von festen räumlichen Punkten (kristalline Gitterknoten), und es können keine Substanzströme bei solchen Bedingungen nicht bilden.

Um Konvektionsströme zu zirkulieren, wenn der Raum die Luft erhitzt ist, um Luft zu erhitzt es war dort, wo ich auftauche. Wenn der Kühler unter der Decke installiert ist, entsteht keine Zirkulation - warme Luft unter der Decke und bleibt. Deshalb werden Heizgeräte platziert unten Räume. Aus dem gleichen Grund setzte der Wasserkocher auf der Das Feuer, das zu den erhitzten Wasserschichten führt, das Heben, dem Ort des Ortes, ist kälter.

Im Gegenteil, die Klimaanlage muss so hoch wie möglich lokalisiert werden: Dann beginnt die gekühlte Luft zu steigen, und desto warmer wird an seinen Ort kommen. Die Zirkulation geht in die entgegengesetzte Richtung im Vergleich zum Strömungsströmungsfluss beim Erhitzen des Raums.

Wärmestrahlung

Wie kommt die Erde Energie aus der Sonne? Die Wärmeleitfähigkeit und Konvektion sind ausgeschlossen: Wir sind mit 150 Millionen Kilometern absolutfreier Raum getrennt.

Die dritte Art der Wärmeübertragung funktioniert hier - wärmestrahlung. Die Strahlung kann sowohl in Substanz als auch im Vakuum verteilt werden. Wie kommt es vor?

Es stellt sich heraus, elektrisch und magnetfeld Eng miteinander verwandt und haben ein bemerkenswertes Eigentum. Wenn sich das elektrische Feld im Laufe der Zeit ändert, erzeugt er ein Magnetfeld, das im Allgemeinen auch Änderungen mit der Zeit ändert (mehr darüber wird in einem Bogen von Pro erzählt elektromagnetische Induktion). Das variable Magnetfeld erzeugt wiederum ein alternierendes elektrisches Feld, das erneut ein variables Magnetfeld erzeugt, das wiederum ein abwechselndes elektrisches Feld erzeugt ...

Aufgrund der Entwicklung dieses Prozesses im Weltraum gilt dies elektromagnetische Welle - "erhöhte elektrische und magnetische Felder". Wie Ton elektromagnetische Wellen haben die Geschwindigkeit und Frequenzgeschwindigkeit - in dieser Fall Diese Häufigkeit, mit der sich in der Welle der Größe und Richtung der Felder zögern. Sichtbares Licht ist ein besonderer Fall elektromagnetischer Wellen.

Die Geschwindigkeit der Ausbreitung von elektromagnetischen Wellen im Vakuum ist riesig: KM / s. Also, vom Boden bis zum Mond, wird das Licht etwas mehr als eine Sekunde.

Der Frequenzbereich elektromagnetischer Wellen ist sehr breit. Wir werden über die Skala elektromagnetischer Wellen näher in dem entsprechenden Blatt Papier sprechen. Hier beachten wir nur, dass sichtbares Licht ein winziger Bereich dieser Skala ist. Nachfolgend ist es die Frequenz der Infrarotstrahlung, oberhalb der Frequenz der ultravioletten Strahlung.

Erinnern Sie sich an, dass Atome, die im Allgemeinen elektrisch neutral sind, positiv aufgeladene Protonen und negativ geladene Elektronen enthalten. Diese geladenen Partikel, die zusammen mit Atomen chaotische Bewegung herstellen, Variablen von elektrischen Feldern erstellen und dadurch elektromagnetische Wellen emittieren. Diese Wellen werden genannt wärmestrahlung. - In einer Erinnerung, dass ihre Quelle der thermischen Bewegung von Partikeln der Materie dient.

Die Quelle der Wärmestrahlung ist ein beliebiger Körper. In diesem Fall nimmt Strahlung an seiner inneren Energie teil. Mit Atomen eines anderen Körpers beschleunigt die Strahlung sie mit seinem oszillierenden elektrischen Feld und die innere Energie dieses Körpers erhöht sich. So warm wir im Sonnenschein.

Bei normalen Temperaturen liegt die Häufigkeit der Wärmestrahlung im Infrarotbereich, so dass das Auge es nicht wahrnimmt (wir sehen nicht, wie wir "glühend" sind). Wenn der Körper erhitzt wird, beginnen seine Atome die Wellen mit höheren Frequenzen aus. Der Eisennagel kann spaltbar sein - mit einer solchen Temperatur bringen, dass ihre Wärmestrahlung in den unteren (roten) Teil des sichtbaren Bereichs freigesetzt wird. Und die Sonne scheint uns gelb-weiß zu sein: Die Temperatur auf der Sonneoberfläche ist so hoch, dass alle Frequenzen von sichtbarem Licht im Spektrum seiner Strahlung vorhanden sind, und sogar ultraviolett, dank dessen, an dem wir ein Sonnenbaden sind.

Schauen wir uns drei Arten von Wärmeübertragung an (Abb. 3) (Bilder von der Site beodom.com).

Feige. 3. Drei Arten von Wärmeübertragung: Wärmeleitfähigkeit, Konvektion und Strahlung

Sie sehen den Take-Off-Raketen. Sie macht einen Job - hebt Astronauten und Fracht auf. Die kinetische Energierakete nimmt zu, Da die Rakete bewertet wird, wird immer mehr Geschwindigkeit. Mögliche Raketenenergie steigt ebenfalls an Da steigt sie mehr und über der Erde. Folglich die Summe dieser Energien, das ist Mechanische Energierakete steigt auch an.

Wir erinnern uns daran, dass, wenn der Körper ausgeführt wird, seine Energie abnimmt. Die Rakete macht jedoch Arbeit, aber seine Energie verringert sich nicht, sondern erhöht sich! Was ist der Widerspruchsbesuch? Es stellt sich heraus, dass es zusätzlich zu mechanischer Energie eine andere Art von Energie gibt - innere Energie. Es ist zurückzuführen, dass die Verringerung der inneren Energie der brennenden Kraftstoffrakete mechanische Arbeit ausführt und zusätzlich seine mechanische Energie erhöht.

Nicht nur gorry, aber auch heiß Körper haben innere Energie, was leicht in mechanische Arbeit umdreht. Wir haben Erfahrung. Wir erhitzen in kochendem Wasser und legen eine an dem Manometer befestigte Blechkasten an. Wenn sich die Luft in der Box aufwärmen wird, beginnt sich die Flüssigkeit im Manometer zu bewegen (siehe Abbildung).

Die Expansion der Luft führt über flüssige Arbeiten durch. Aufgrund der Energie geschieht dies? Natürlich aufgrund der inneren Energie von Giri. In dieser Erfahrung sehen wir folglich Drehen Sie die innere Energie des Körpers in mechanische Arbeit. Beachten Sie, dass sich die mechanische Energie von Giri in dieser Erfahrung nicht ändert - es ist die ganze Zeit gleich Null.

So, innere Energie - Dies ist eine solche Körperenergie, da mechanische Arbeiten auftreten kann, während er die mechanische Energie dieses Körpers nicht verursacht.

Die innere Energie eines beliebigen Körpers hängt von den Gründen der Gründe ab: die Gattung und den Zustand seiner Substanz, Masse und Temperatur des Körpers und anderer. Alle Körper haben innere Energie: groß und klein, heiß und kalt, fest, flüssig und gasförmig.

Die innere Energie kann leicht auf den Bedürfnissen einer Person eingesetzt werden, nur im Bildungsgespräch, heiße und brennbare Substanzen und Tel. Dies sind Öl, Gas, Kohle, geothermische Quellen in der Nähe von Vulkanen und so weiter. Darüber hinaus lernte eine Person in dem xx-Jahrhundert, wie man die innere Energie der sogenannten radioaktiven Substanzen nutzen konnte. Dies zum Beispiel Uran, Plutonium und andere.

Schauen Sie sich die rechte Seite des Systems an. In der populären Literatur werden häufig Wärme-, chemische, elektrische, nukleare (nukleare) und andere Arten von Energie erwähnt. Alle sind in der Regel in der Regel Sorten der inneren Energie, da aufgrund ihrer mechanischen Arbeiten durchgeführt werden können, ohne dass die mechanische Energieabnahme verursacht wird. Wir werden das Konzept der internen Energie in Bezug auf weitere Untersuchung der Physik berücksichtigen.

Beim Studieren von Wärmephänomenen, zusammen mit mechanischen Energiekörpern, wird eine neue Art von Energie eingeführt- innere Energie. Berechnen Sie die innere Energie des perfekten Gases nicht viel Arbeit.

Das einfachste in seinen Eigenschaften ist ein Nominalgas, d. H. Gas, das aus einzelnen Atomen besteht, nicht Moleküle. Monatomic sind Inertgase - Helium, Neon, Argon usw. Es ist möglich, einzelner orientalischer (atomarer) Wasserstoff, Sauerstoff usw. zu erhalten. Solche Gase sind jedoch instabil, da Moleküle H 2, O 2 usw. ausgebildet sind Kollisionen von Atomen.

Moleküle von perfektem Gas interagieren nicht miteinander miteinander, mit Ausnahme der Punkte der direkten Kollision. Daher ist ihre durchschnittliche potentielle Energie sehr klein und alle Energie ist die kinetische Energie der chaotischen Bewegung von Molekülen.Dies gilt natürlich, wenn das Gasgefäß ruht, das heißt, das Gas bewegt sich nicht als Ganzes (seine Mitte der Massen ist allein). In diesem Fall ist eine bestellte Bewegung abwesend und die mechanische Gasenergie ist Null. Gas hat die Energie namens Innere.

Um die innere Energie der perfekten einzelnen-nasomischen Gasmasse zu berechnen t.sie müssen die durchschnittliche Energie eines Atoms mit der Formel (4.5.5) auf der Anzahl der Atome multiplizieren. Diese Zahl entspricht der Substanzmenge auf permanent Airhhipa. N. EIN. .

Multiplizieren von Ausdruck (4.5.5) auf
, wir erhalten die innere Energie des perfekten Einzelnetzgases:

(4.8.1)

Die innere Energie des perfekten Gases ist direkt proportional zu seiner absoluten Temperatur.Es hängt nicht von dem Gasvolumen ab. Die interne Gasenergie ist die durchschnittliche kinetische Energie aller seiner Atome.

Wenn sich das Massenzentrum des Gases mit Geschwindigkeiten bewegt v. 0 , diese Gesamtgasenergie entspricht der Menge an mechanischer (kinetischer) Energie und innere Energie U.:

(4.8.2)

Innere Energie von molekularen Gasen

Die innere Energie eines Osomic-Gases (4.8.1) ist im Wesentlichen die durchschnittliche kinetische Energie der Translationsbewegung von Molekülen. Im Gegensatz zu den Atomen des Moleküls kann die sphärische Symmetrie ohne sphärische Symmetrie noch drehen. Daher ist auch zusammen mit der kinetischen Energie der Translationsbewegung des Moleküls und der kinetischen Energie der Rotationsbewegung ebenfalls.

In der klassischen molekularkinetischen Theorie werden Atome und Moleküle als sehr kleine absolut feste Körper betrachtet. Jeder Körper in der klassischen Mechanik ist durch eine bestimmte Anzahl von Freiheitsgraden gekennzeichnet. f. - Anzahl unabhängiger Variablen (Koordinaten), die die Position des Körpers im Raum eindeutig bestimmt. Dementsprechend auch die Anzahl der unabhängigen Bewegungen, die der Körper ausführen kann, ebenfalls gleich f.. Atom kann als homogener Ball mit der Anzahl der Freiheitsgrade betrachtet werden f. \u003d 3 (Abb. 4.16, A). Ein Atom kann in drei unabhängigen senkrechten Richtungen nur eine translatorische Bewegung erstellen. Doppelte Molekül besitzt axialsymmetrie. (Abb. 4.16, B ) und hat fünf Grad Freiheit. Drei Freiheitsgrade entsprechen ihrer translatorischen Bewegung und zweidrehen um zwei Axen senkrecht zueinander und der Symmetrieachse (Linien, die die Zentren der Atome im Molekül verbinden). Ein multiatorisches Molekül, wie ein fester Körper einer willkürlichen Form, ist durch sechs Freiheitsgrade gekennzeichnet (Abb. 4.16, in ); zusammen mit der progressiven Bewegung des Moleküls kann es um drei zueinander senkrechte Achsen drehen.

Die innere Gasenergie hängt von der Anzahl der Grade der Molekülefreiheit ab. Aufgrund der vollständigen Zufälligkeit der Wärmebewegung hat keine der Bewegungsarten des Moleküls Vorteile gegenüber anderen. Bei jedem Freiheitsgrad, der der Translations- oder Rotationsbewegung von Molekülen entspricht, gibt es eine und die gleiche durchschnittliche kinetische Energie. Dies besteht aus einem Satz über die einheitliche Verteilung kinetischer Energie in den Freiheitsgraden (es ist streng in statistischer Mechanik erwiesen).

Die durchschnittliche kinetische Energie der Translationsbewegung von Molekülen ist gleich . Es gibt drei Freiheitsgrade. Folglich die durchschnittliche kinetische Energie Vielleicht ist ein Grad der Freiheit gleich:

(4.8.3)

Wenn diese Größe mit der Anzahl der Freiheitsgrade und der Anzahl der Gasmoleküle multipliziert wird t,es wird die innere Energie von willkürlichem perfektem Gas herausstellen:

(4.8.4)

Diese Formel unterscheidet sich von der Formel (4.8.1) für ein nukleares Gasersatzgas für einen Multiplizierer f..

Die innere Energie des perfekten Gases ist direkt proportional zur absoluten Temperatur und hängt nicht von dem Gasvolumen ab.

Ihre Interaktion.

Interne Energie ist in enthalten gleichgewicht der Energietransformationen in der Natur. Nach dem Öffnen der internen Energie wurde formuliert das Gesetz der Erhaltung und Umdrehung von Energie. Betrachten Sie die gegenseitige Transformation mechanischer und innerer Energien. Lassen Sie eine Bleischale auf der Blei-Platte liegen. Wir heben es auf und lassen los. Als wir den Ball erhoben haben, erzählten sie ihm potenzielle Energie. Wenn der Ball fällt, nimmt es ab, da der Ball abgesenkt und niedriger ist. Mit zunehmender Geschwindigkeit nimmt jedoch die kinetische Energie des Balls allmählich zu. Es besteht eine Umwandlung der potentiellen Energie des Balls in den Kinetik. Aber der Ball schlug die Blei-Platte und blieb stehen. Und die kinetische, und die potentielle Energie des IT relativ zum Ofen wurde gleich Null. In Anbetracht des Balls und der Platte Nach dem Aufprall werden wir sehen, dass sich ihr Zustand geändert hat: Die Kugel ist leicht abgeflacht, und ein kleiner Dent wurde auf dem Herd gebildet; Messen ihrer Temperatur, finden wir, dass sie gehört haben.

Die Erwärmung bedeutet eine Erhöhung der durchschnittlichen kinetischen Energie von Körpermolekülen. Bei der Verformung wird die gegenseitige Anordnung von Körperteilchen geändert, daher ändert sich ihre potentiellen Energie.

So kann es argumentiert werden, dass infolge des Streiks eines Balls um den Ofen die Umwandlung der mechanischen Energie, die zu Beginn des Experiments besessen wurde, in innere Körperenergie.

Es ist einfach, den inversen Übergang der inneren Energie in mechanisch zu beobachten.

Wenn Sie beispielsweise ein dickwandiges Glasgefäß nehmen und Luft durch das Loch im Stecker in den Stopfen einpumpen, dann stürzt der Gefäßstecker ab. In diesem Moment ist Nebel im Gefäß ausgebildet. Das Erscheinungsbild des Nebels bedeutet, dass die Luft im Gefäß kälter geworden ist und daher seine innerköpfige Energie verringert hat. Dies wird dadurch erläutert, dass die Druckluft, die sich im Gefäß befand, den Stecker (d. H. Erweitern) drückte, um ihre innere Energie zu reduzieren. Die kinetische Rohrergie stieg aufgrund der inneren Energie der Druckluft an.

Somit ist eine der Möglichkeiten, die innere Energie des Körpers zu ändern, die Arbeit, die von den Körpermolekülen (oder anderen Körper) über diesen Körper ausgeführt wird. Der Weg, um die innere Energiedichte zu ändern, ohne die Arbeit zu erfüllen, ist wärmeübertragung.

Die innere Energie des perfekten einzelnen Andomensystems.

Da die idealen Gasmoleküle nicht miteinander interagieren, wird ihre potentielle Energie als Null angesehen. Die innere Energie des idealen Gases wird nur durch kinetische Energie der wahllosen Translationsbewegung seiner Moleküle bestimmt. Um es zu berechnen, müssen Sie die durchschnittliche kinetische Energie eines Atoms an der Anzahl der Atome multiplizieren. . Bedenkt, dass k. N a \u003d r, Erhalten wir den Wert der inneren Energie des perfekten Gases:

.

Die innere Energie des idealen einzelnen Gasses ist direkt proportional zu seiner Temperatur. Wenn Sie die KLAPAIRONE MENDELEEV-Gleichung nutzen, kann der Ausdruck für die innere Energie des idealen Gases dargestellt werden, als:

.

Es sei darauf hingewiesen, dass gemäß dem Ausdruck für die durchschnittliche kinetische Energie eines Atoms und aufgrund der chaotischen Bewegung für jede der drei möglichen Bewegungsrichtungen oder jeweils freiheitsgrad, auf Achse X., Y. und Z. Es gibt gleiche Energie.

Die Anzahl der Freiheitsgrade - Dies ist die Anzahl der möglichen unabhängigen Richtungen des Moleküls.

Gas, von denen jedes Molekül aus zwei Atomen besteht, wird als Duktomie genannt. Jedes Atom kann sich in drei Richtungen bewegen, so gesamtzahl Mögliche Bewegungsrichtungen - 6. Aufgrund der Beziehung zwischen Molekülen wird die Anzahl der Freiheitsgrade um eins reduziert die Anzahl der Freiheitsgrade für das Diatommolekül ist fünf.

Die durchschnittliche kinetische Energie des Diatommoleküls ist gleich. Dementsprechend ist die Inhibitenergie des idealen Dioxidgases gleich:

.

Die Formeln für die innere Energie des idealen Gases können generalisiert werden:

.

wo iCH. - die Anzahl der Grade der Freiheitsgasmoleküle ( iCH.\u003d 3 für monoatrische und ICH.\u003d 5 für ductomisches Gas).

Bei idealen Gasen hängt die innere Energie nur von einem makroskopischen Parametertemperatur ab und hängt nicht von der Lautstärke ab, da die potentielle Energie Null ist (das Volumen bestimmt den durchschnittlichen Abstand zwischen Molekülen).

Für echte Gase ist potentielle Energie nicht Null. Daher wird die interne Energie in Termodulen im allgemeinen Fall eindeutig durch die Parameter bestimmt, die den Zustand dieser Körpern kennzeichnen: das Volumen (V) und Temperaturen (T).

Jeder makroskopische Körper hat eNERGIEAufgrund seiner Mikrostation. Diese energie namens innen (offensichtlich U.). Es entspricht der Energie der Bewegung und der Wechselwirkung von Mikropartikeln, von denen der Körper besteht. So, innere Energie perfekter Gaza Es besteht aus der kinetischen Energie aller seiner Moleküle, da sie in diesem Fall nicht berücksichtigt werden können. Deshalb sein innere Energie nur auf der Gastemperatur hängen ( U ~.T.).

Das ideale Gasmodell verhindert, dass Moleküle in einem Abstand von mehreren Durchmessern voneinander entfernt sind. Daher ist die Energie ihrer Interaktion viel weniger als die Energie der Bewegung und kann nicht berücksichtigt werden.

Echte Gase, Flüssigkeiten und solider Tel Die Wechselwirkung von Mikropartikeln (Atomen, Molekülen, Ionen usw.) muss vernachlässigt werden, da sie ihre Eigenschaften erheblich beeinflusst. Deshalb sie innere Energie Es besteht aus der kinetischen Energie der thermischen Bewegung von Mikropartikeln und der potentiellen Energie ihrer Interaktion. Ihre innere Energie außer Temperatur T, wird über das Volumen hängen V, Da die Messung des Volumens den Abstand zwischen Atomen und Molekülen beeinflusst und folglich auf die potentielle Energie ihrer Interaktion zwischen sich selbst ist.

Innere Energie - Dies ist die Funktion des Körpers des Körpers, der durch seine Temperatur bestimmt wirdT. und Volumen V.

Innere Energie nicht erkannt - aber durch Temperatur bestimmtT und Körpervolumen V, charakteristisch seines Zustands:U \u003d.U (FERNSEHER)

Zu innere Energie wechseln TE-la, Sie sollten tatsächlich die oder kinetische Energie der thermischen Bewegung der Micro-Roches oder der potentiellen Energie ihrer Wechselwirkung (oder dem und dem anderen zusammen) ändern. Wie Sie wissen, kann dies auf zwei Arten erfolgen - durch Wärmeaustausch oder nach der Leistung der Arbeit. Im ersten Fall ist dies auf die Übertragung der endgültigen Wärmemenge zurückzuführen Q; In der zweiten - aufgrund der Leistung der Arbeit EIN.

Auf diese Weise, die Menge an Wärme und Arbeit ist maßnahme der Messung der internen Körpersenergie:

Δ U \u003d.F +.EIN.

Die Änderung der inneren Energie erfolgt aufgrund der Räumlichkeiten oder des daraus resultierenden Körpers, dessen Wärmemenge oder aufgrund der Erfüllung der Ra-Bots ist.

Wenn nur Wärmeaustausch, dann ändern innere Energie passiert, indem er eine gewisse Hitze erhalten oder zurückgibt: Δ U \u003d.Q Beim Erhitzen oder Kühlen des Körpers ist es gleich:

Δ U \u003d.Q = cm (T 2 - T 1) \u003dcm.Δt.

Beim Schmelzen oder Kristallisieren von Bindung innere Energie Sie ändert sich aufgrund der Änderung der potentiellen Energie der Wechselwirkung von Mikropartikeln, da strukturelle Veränderungen in der Struktur der Substanz auftreten. In diesem Fall ist die Änderung der inneren Energie gleich der Schmelzwärme (Kristallinisierung) des Körpers: Δ U -Q pl \u003d.λ m, Wo λ - die spezifische Schmelzwärme (Kristallisation) des Tver-Diabodys.

Verdampfung von Flüssigkeiten oder Dampfkondensation verursacht auch eine Änderung innere Energiedas ist gleich der Wärme der Marschierung: Δ U \u003d.Q n \u003d.rm, Wo r.- spezifische Heizdampfbildung (Kondensation) von flüssigem.

Der Wechsel innere Energie Körper nach der Implementierung von mechanischen Arbeiten (ohne Wärmeaustausch) numerisch dem Wert dieser Arbeit entsprechen: Δ U \u003d.EIN.

Wenn die Änderung der internen Energie nach der Wärmeaustausch erfolgt, dannΔ U \u003d.Q \u003d.cm (T 2 -T 1)oderΔ U \u003d. Q PL. = λ m,oderΔ U \u003d.Q n \u003d.rm.

Daher aus der Sicht der Maulwurfs-Quellenphysik: Material von der Website.

Innere Körper Energie Es ist die Summe der kinetischen Energie der thermischen Bewegung von Atomen, Molekülen oder anderen Partikeln, von denen sie besteht, und die potentielle Energie der Wechselwirkung zwischen Ni-Mi; Aus thermodynamischer Sicht ist es eine Funktion des Körperzustands (Körpersystem), das durch seine Makropharameter-Temperatur eindeutig bestimmt wirdT. und Volumen V.

Auf diese Weise, innere Energie - Dies ist die Energie eines Systems, das von seinem internen Zustand abhängt. Es besteht aus der Energie der thermischen Bewegung aller Mikropartikel des Systems (Moleküle, Atome, Ionen, Elektronen usw.) und der Energie ihrer Interaktion. Der Gesamtwert der inneren Energie ist praktisch definiert, so möglich, so berechnen Sie die Änderung in der Innenseite Δ U, was aufgrund der Wärmeübertragung und Durchführung von Ra-Bots auftritt.

Die innere Energie des Körpers ist gleich der Summe der kinetischen Energie der thermischen Bewegung und der potentiellen Energie der Wechselwirkung der Komponenten seiner Micro-Roches.

Auf dieser Seite Material auf den Themen:

• Von dem die innere Energie des Feststoffs

• Verfahren zum Ändern der inneren Energie des Körpers kurzen Zusammenfassung

• Welche Makrarameter hängen von der inneren Energie des Körpers ab?

• Schnellbotschaft "Bei der Verwendung von Body Internal Energy"