O'rta maxsus ta'limning professional texnikasi bilan integratsiyasi. Texnik mutaxassisliklar muassasalari o'quvchilarining integratsiya dizaynini o'rgatish va amalga oshirish
Mavzular kod kodi : Ichki energiya, issiqlik uzatish, issiqlik uzatish turlari.
Har qanday tananing zarralari - atomlar yoki molekulalar - tartibsiz harakatsiz harakatni (chaqiriluvchi) qilish issiqlik harakati). Shuning uchun har bir zarrachada ba'zi kinetik energiya mavjud.
Bundan tashqari, moddaning zarralari bir-biridan boshqa kuchlar bilan o'zaro aloqada bo'lgan elektr uzatish va repulsiya, shuningdek orqali atom energiyasi. Shu sababli, ushbu tananing zarralarining butun tizimi ham potentsial energiya mavjud.
Zarralarning issiqlik harakatining kinetik energiyasi va ularning o'zaro ta'sirining potentsial energiyasi tananing mexanik energiyasi (ya'ni, kinetik energiya Butun tana harakati umuman boshqa organlar bilan o'zaro ta'sirning potentsial energiyasi). Ushbu energiya ichki energiya deb ataladi.
Tananing ichki energiyasi uning zarralarining issiqlik harakatining umumiy kinetik energiyasi va bir-birlari bilan o'zaro ta'sirining potentsial energiyasi.
Termodinamik tizimning ichki energiyasi tizimdagi organlarning ichki kuchlari yig'indisidir.
Shunday qilib, tananing ichki energiyasi quyidagi atamalarni shakllantiradi.
1. Tana zarralarini doimiy tartibsiz harakatning kinetik energiyasi.
2. Vaqtinchalik o'zaro ta'sir kuchlari natijasida kelib chiqadigan molekulalar (atomlar) ning salohiyati.
3. Atomlarda elektron energiyasi.
4. Boshlang'ich energiya.
Moddaning eng oddiy modeli bo'lgan taqdirda - mukammal gaz - ichki energiya uchun aniq formulani olish mumkin.
Bir qoramol ideal gazining ichki energiyasi
Zo'r gaz zarralarining ta'siri nolga teng (biz ideal gazning modelida, biz masofadagi zarralarning o'zaro ta'siriga e'tibor bermaymiz). Shu sababli, bir omonat ideal gazning ichki energiyasi tarjimaning umumiy kinetik energiyasi (polietric gazida) uning atomlarining aylanishini hisobga olish va molekulalar ichidagi atomlarning aylanishini hisobga olish kerak. Ushbu energiya topilishi mumkin, ular bitta atomning o'rtacha kinetik energiyasidagi gaz atomlari soni ko'payadi:
Biz mukammal gazning ichki energiyasi (massa va kimyoviy tarkibi Qaysi biri o'zgarmagan) faqat harorati funktsiyasi hisoblanadi. Haqiqiy gaz, suyuq yoki qattiq tanada ichki energiya tovushga bog'liq bo'ladi - chunki ovoz balandligi o'zgarganda o'zaro kelishuv Zarralar va, natijada ularning o'zaro ta'sirining potentsial energiyasi.
Holat funktsiyasi
Ichki energiyaning eng muhim xususiyati shundaki, u holat funktsiyasi Termodinamik tizim. Aynancha, ichki energiya, albatta, tizimni tavsiflovchi makroskopik parametrlar tomonidan aniqlanadi va tizimning "prehtatsiyasiga" bog'liq emas, I.E. Tizim qaysi davlatdan oldin va bu davlatda qanday aniq bo'lgan.
Shunday qilib, tizimni bir davlatdan bir davlatdan almashtirishda, uning ichki energiyasining boshqa o'zgarishiga faqat tizimning boshlang'ich va oxirgi holatlari va bog'liq emas Dastlabki holatdan finalga o'tish yo'lidan. Agar tizim asl holatiga qaytsa, unda uning ichki energiyasining o'zgarishi nolga teng.
Tajriba shuni ko'rsatadiki, tananing ichki energiyasini o'zgartirishning atigi ikki usuli mavjud:
Ijro etish mexanik ish;
Issiqlik uzatish.
Shunchaki kiying, chovgumni faqat ikki baravar ko'p mumkin turli xil usullar: Uni biror narsa bilan ishlang yoki yoqing :-) Ushbu usullarni batafsilroq ko'rib chiqing.
Ichki energiya o'zgarishi: Ish
Agar ish bajarilsa ustida Tana, tananing ichki energiyasi oshadi.
Masalan, unga ta'sir qilgandan keyin tirnoq qizdiriladi va bir oz deformatsiyalanadi. Ammo harorat tana zarralarining o'rta kinetik energiyasining o'lchovidir. Tirnoqni isitish uning zararli energiyasini oshirib yuboradi: aslida, zarrachalar bolg'a va taxtaga tirnoqni to'ldirishdan tezlashtiradi.
Deformatsiya bir-biriga nisbatan zarralarni almashtirishdan boshqa narsa emas; Tirnoqni ta'sir qilishdan keyin tirnoq, uning zarralari yaqinlashadi, ularning orasidagi shovqinlar kuchayadi va bu tirnoq zarralarining potentsial energiyasining kuchayishiga olib keladi.
Shunday qilib, tirnoqning ichki energiyasi oshdi. Bu ishning komissiyasi natijasi - ish bolg'a va kengash haqida ishqalanishning kuchi.
Agar ish bajarilsa samim Tananing, tananing ichki energiyasi kamayadi.
Masalan, issiq izolyatsiya qilingan idishda pistonning izolyatsiya qilingan idishi keng tarqalgan havoni kengaytiradi va yuklarni ko'taradi va ishni ko'taradi (issiqlik izolyali idishdagi jarayon deb nomlanadi) asiabatu. Termodnamika birinchi qonunini ko'rib chiqishda biz adabiy jarayonni o'rganamiz). Bunday jarayon davomida havo sovutiladi - harakatlanuvchi pistonidan keyin unga urilgan molekulalari unga kinetik energiyasining bir qismini bering. (Xuddi futbolchi kabi, tez uchadigan to'pni to'xtatadi dan To'pni o'chirish va uning tezligini o'chiradi.) Bu, havo ichki energiyasi pasayadi.
Shunday qilib, havoni ichki energiya hisobidan amalga oshiradi: chunki kema termal izolyatsiya qilingan, har qanday tashqi manbalardan havoga energiya berish va faqat o'z aktsiyalaridan energiya olish uchun energiya olish va energiya olish uchun energiya olish va energiya olish uchun energiya olish. .
Ichki Energiyani o'zgartirish: Issiqlikni o'tkazish
Issiqlik uzatish - bu ichki energiyani mexanik ishlarning komissiyasi bilan bog'liq bo'lmagan holda issiq tanadan iliq tanadan tortib olishga o'tish jarayoni.. Issiqlikni uzatish tanalarning yoki oraliq muhit (va vakuum orqali) to'g'ridan-to'g'ri aloqasi bilan amalga oshirilishi mumkin. Issiqlik uzatish orqaga chaqiriladi issiqlik almashinuvi.
Issiqlik uzatishning uchta turi ajratib turiladi: issiqlik o'tkazuvchanligi, konvektsiya va issiqlik nurlanishi.
Endi biz ularga batafsil ko'rib chiqamiz.
Issiqlik o'tkazuvchanligi
Agar temir tayoqni olovga olib tashlasa, biz bilganimizdek, uni qo'lingda ushlab tura olmassan. Yuqori harorat maydoniga, temir atomlari ko'proq siljiy boshlaydi (ya'ni ular qo'shimcha kinetik energiyaga ega bo'lishadi) va ular qo'shnilarida kuchli zarba berishadi.
Qo'shni atomlarning kinetik energiyasi ham o'sib bormoqda va endi atomlar qo'shnilariga qo'shimcha kinetetik energiya hisobot beradi. Shunday qilib, saytdan Sinovda issiqlik asta-sekin novda ustiga tarqaladi - oxiri oxirida. Bu issiqlik o'tkazuvchanligi (1-rasm) (o'quv qo'llanmadan olingan rasm).
Anjir. 1. Issiqlikni o'tkazuvchanlik
Issiqlik o'tkazuvchanligi - bu ichki energiyani tana harakati va tana zarralarining o'zaro ta'siri tufayli kamroq qizdirish..
Issiqlik o'tkazuvchanligi turli moddalar Turli xil. Yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi metallar: eng yaxshi issiqlik konvertorlari kumush, mis va oltin. Suyuqlikning issiqlik o'tkazuvchanligi ancha kichik. Gazlar shunchalik yomon issiqlikdir, bu allaqachon issiqlik izolyatorlariga tegishli: ular orasidagi uzoq masofalar tufayli gaz molekulalari bir-birlari bilan zaif munosabatda bo'lishadi. Shuning uchun, masalan, Windows-da ikki marta ramka qilingan: havo qatlami issiqlikni oldini oladi).
Shunday qilib, yomon issiqlik konvergorlari g'isht, paxta jun yoki mo'ynali kabi gözenekli tanalardir. Ular tarkibida o'z oshxonalarida havo mavjud. Gish-mishlarning ajoyib uylari eng issiq va sovuqda, odamlar fluff yoki sintez qatlami bilan mo'ynali paltolar va pidjaklar kiyishadi.
Ammo havo issiqlikni juda yomonlashtirsa, unda nega batareya xonasidan isinadi?
Bu issiqlik uzatishning boshqa turi - konvektsiya.
Konvektsiya
Konvektsiya ichki energiyani suyuqliklar yoki gazlarda suyuqlik va moddaning aralashish natijasida o'tkazishdir.
Batareya yonidagi havo ko'tariladi va kengayadi. Ushbu havoga harakat qiladigan kuch bir xil bo'lib qoladi va tashqi havodan tashqariga chiqadigan kuch o'sishi uchun, isitiladigan havo shiftga chiqa boshlaydi. Bu sovuq havoga (xuddi shu jarayon, lekin yanada shuhratparast ko'lamda, doimo tabiatda sodir bo'layotgan, bu shamol takrorlanadi).
Natijada, konvektsiya namunasi bo'lib xizmat qiladi, bu konvektsiya namunasi - xonadagi issiqlikni taqsimlash havo oqimi bilan amalga oshiriladi.
Suyuqlikda to'liq o'xshash jarayonni kuzatish mumkin. Plastinkada chovgum yoki suvli idish qo'yganingizda, suv isitish avvalambor konvektsiya tufayli sodir bo'ladi (suvning issiqlik o'tkazuvchanligi hissasi juda ahamiyatsiz).
Konvektsiya oqim va suyuqlikdagi oqimlar anjirda ko'rsatilgan. 2 (fizika.arizona.edu).
Anjir. 2. Konvektsiya
Qattiq jismlarda, konvektsiya yo'q: zarralarning o'zaro ta'sir kuchlari katta, zarrachalar belgilangan fazoviy nuqtalarga (kristalli panjara tugunlari) va bunday sharoitda moddalar hosil bo'lmaydi.
Xonani isitishda konvektsiya oqimini yuvish uchun havoni isitish uchun kerak bu joyni to'ldirish kerak edi. Agar radiator shift ostiga o'rnatilgan bo'lsa, unda aylanish paydo bo'lmaydi - shift ostida issiq havo paydo bo'lmaydi. Shuning uchun isitish moslamalari joylashtirilgan pastda pastga Xonalar. Xuddi shu sababga ko'ra choynak qo'ydi ustida Olingan, natijada issiq suvning oqibati, ko'tarish, bu joydan pastroq bo'lgan.
Aksincha, konditsionerni iloji boricha yuqori darajada aniqlash kerak: keyin sovigan havo tushishni boshlaydi va uning iloji boricha iliq bo'ladi. Qonuniy ravishda xonani isitish paytida oqim oqimi bilan solishtirganda qarama-qarshi yo'nalishda davom etadi.
Issiqlik nurlanishi
Qanday qilib quyosh quyoshdan energiya oladi? Issiqlik o'tkazuvchanligi va konvektsiya chiqarilishi chiqariladi: biz 150 million kilometrlik efirsiz makonga bo'linadi.
Issiqlik uzatishning uchinchi turi - Bu erda - issiqlik nurlanishi. Radiatsiyani mazmuniga va vakuada tarqatilishi mumkin. Bu qanday sodir bo'ladi?
Ma'lumki, elektr va magnit maydoni Bir-biri bilan chambarchas bog'liq va bitta ajoyib mulkka ega. Agar vaqt o'tishi bilan elektr maydonchasi o'zgarsa, unda u magnit maydonni yaratadi, ular, umuman, vaqt o'tishi bilan o'zgarishlar (ko'proq xabar beriladi) elektromagnit indüksiya). O'z navbatida, o'zgaruvchan magnit maydon o'zgaruvchan magnit maydonni yaratadi, bu yana o'zgaruvchan magnit maydonni yaratadi, bu yana o'zgaruvchan elektr maydonini yaratadi ...
Ushbu jarayonning kosmikida ushbu jarayonning rivojlanishi natijasida qo'llaniladi elektromagnit to'lqin - bir-birining elektr va magnit maydonlar tomonidan "ko'payish". Ovoz kabi elektromagnit to'lqinlar tezlik va chastota tezligiga ega bo'lish bu holat Ushbu chastota va dala yo'nalishi to'lqini to'lqinida ikkilanadi. Ko'rinadigan yorug'lik elektromagnit to'lqinlarning alohida holatidir.
Vakuodagi elektromagnit to'lqinlarni ko'paytirish tezligi katta: km / s. Shunday qilib, erdan oygacha, bir soniyadan bir oz ko'proq o'tadi.
Elektromagnit to'lqinlarning chastotasi juda keng. Tegishli qog'ozdagi boshqa tafsilotlarda elektromagnit to'lqinlar haqida gaplashamiz. Bu erda biz faqat ko'rinadigan yorug'lik bu o'lchovning mayda qatoridir. Quyida infraqizil nurlanishning chastotasi - ultrabinafsha nurlanishining chastotasi.
Endi atomlarni umuman neytral holda, ijobiy zaryadlangan protonlar va salbiy zaryadlangan elektronlardan iborat. Ushbu zarracha zarralar atomlar bilan birgalikda elektr maydonlarining o'zgaruvchilarini yaratish va shu bilan elektromagnit to'lqinlar chiqariladi. Bu to'lqinlar deyiladi termal nurlanish - Eslatma paytida, ularning manbasi materiyaning zarralarining termal harakatiga xizmat qiladi.
Termal nurlanish manbai har qanday tanadir. Bunday holda, nurlanish uning ichki energiyasining bir qismini oladi. Boshqa tananing atomlari bilan uchrashib, nurlanish ularni tebroruvchi elektr konlari bilan tezlashtiradi va ushbu organning ichki energiyasi ortadi. Shunday qilib, biz quyosh nurida isinib.
Oddiy haroratda, ko'z nurlanishining chastotasi infraqizil radiatsiya chastotasi, shunda ko'z ko'zni sezmay turibdi (biz qanday porlayotganimizni ko'rmaymiz). Tana qizdirilganda, atomlari yuqori chastotalar to'lqinlarini tubdan rivojlantira boshlaydi. Dazmol mixsi Sumitken bo'lishi mumkin - bunday haroratga olib keling, uning issiqlik nurlari ko'rinadigan diapazonning pastki (qizil) qismiga qo'yiladi. Quyosh bizga sariq-oq ko'rinadi: quyosh yuzasidagi harorat shunchalik yuqoriki, ko'rinadigan yorug'lik chastotalari uning nurlanishining spektrida, hatto ultrabinnetda, biz quyosh nuri bo'lganligimiz tufayli.
Keling, uchta issiqlik o'tkazmasining uchta turini ko'rib chiqaylik (3-rasm) (Beodoma.com saytidagi rasmlar).
Anjir. 3. Issiqlik uzatishning uchta turi: issiqlik o'tkazuvchanligi, konvektsiya va nurlanish
Siz tanaffus raketasini ko'rasiz. U ish olib boradi - kosmonavt va yuklarni ko'taradi. Kinetik energiya raketalari ko'paymoqda, Raketalar baholangandan beri tobora tezroq bo'ladi. Potentsial raketa energiyasi ham oshadi U er yuzida va undan yuqori ko'tarilganligi sababli. Binobarin, ushbu kuchlarning yig'indisi, ya'ni Mexanik energiya raketalari ham oshadi.
Biz tana bajarilganda, uning energiyasi kamayishini eslaymiz. Biroq, raketa ish olib boradi, ammo uning energiyasi pasaymaydi, lekin ko'payadi! Qarama-qarshilik qatnashi nima? Ma'lum bo'lishicha, mexanik energiyaga qo'shimcha ravishda boshqa energiya mavjud. Ichki energiya. Bu yonilg'i raketalarining ichki energiyasining pasayishi mexanik ishlarni amalga oshiradi va bundan tashqari, uning mexanik energiyasini oshiradi.
 |
Nafaqat gorri, Biroq shu bilan birga issiq Korpuslar ichki energiyaga ega, bu mexanik ishlarga aylanishi juda oson. Biz tajriba qilamiz. Biz qaynoq suvni isitamiz va bosim o'lchagichiga bog'langan qalay qutilarini qo'yamiz. Qutidagi havo isinib turganda, bosim o'lchagichidagi suyuqlik harakatlana boshlaydi (rasmga qarang).
Suyuq ish ustidan havo kengayish. Energiya tufayli bu sodir bo'ladimi? Albatta, Giri ichki energiyasi tufayli. Shunday qilib, biz bu tajribada ko'rmoqdamiz Tananing ichki energiyasini mexanik ishlarga aylantirish. E'tibor bering, GIRI mexanik energiyasi ushbu tajribada o'zgarmaydi - bu har doim nolga teng.
Shunday qilib, ichki energiya - Bu tananing bunday energiyasi, shu sababli mexanik ish bu organning mexanik energiyasini keltirib chiqarmaydi.
Har qanday organning ichki energiyasi sabablar to'plamiga bog'liq: uning moddasi va moddasi, tananing massasi va harorati va boshqalar. Barcha organlar ichki energiyaga ega: katta va kichik, issiq va sovuq, qattiq, suyuq va gazsimon.
Ichki energiya odamning faqat, majoziy ma'noda gapiradigan, issiq va yonilg'i va yonuvchan moddalar va telekod ehtiyojlariga osonlikcha ishlatilishi mumkin. Bular vulqonlar yaqinidagi neft, gaz, ko'mir, geotermal manbalar va hokazo. Bundan tashqari, XX asrda odam radioaktiv moddalar deb ataladigan ichki energiyani qanday ishlatishni o'rgandi. Bu, masalan, uran, plutoniy va boshqalar.
Sxemaning o'ng tomoniga qarang. Ommabop adabiyotda, termal, kimyoviy, elektr, yadro (yadro) va boshqa energiya turlari ko'pincha qayd etiladi. Ularning barchasi, qoida tariqasida, ichki energiya navlari, chunki ular tufayli mexanik ishlarning pasayishi, mexanik energiyaning pasayishiga olib kelmasdan mexanik ishlarni bajarish mumkin. Fizikalarni yanada o'rganish bilan biz ichki energiya tushunchasini batafsil ko'rib chiqamiz.
Issiqlik hodisalarini o'rganish paytida mexanik energiya organlari bilan bir qatorda energiya turlari joriy etiladi- ichki energiya. Zo'r gazning ichki energiyasini hisoblash juda ko'p ish emas.
Uning xususiyatlarida eng oddiy, ya'ni yagona nominal gaz, ya'ni, masalan, molekulalar emas, balki individual atomlardan iborat gaz. Monatomik gazlar - geliy, neon, argon va boshqalar. Ammo bu gazlar beqaror bo'ladi, chunki geleküls h 2, o 2 va boshqalar. Atomlarning to'qnashuvi.
Mukammal gaz molekulalari bir-biri bilan o'zaro ta'sir qilmaydi, to'g'ridan-to'g'ri to'qnashuvlar bundan mustasno. Shuning uchun ularning o'rtacha salohiyati juda kichik va barcha energiya - molekulalarning tartibsiz harakatining kinetik energiyasi.Bu, albatta, agar gaz kemasi dam olsa, ya'ni gaz umuman harakatlanmayotgan bo'lsa (uning massasi yolg'iz). Bunday holda, buyurtma qilingan harakat yo'q va mexanik gaz energiyasi nolga teng. Gaz ichkarisiga kiradi.
Mukammal yakka-nasaomik gaz massasining ichki energiyasini hisoblash uchun t.atomlar sonida, siz formula (4.5.5) tomonidan ifodalangan bitta atomning o'rtacha energiyasini ko'paytirishingiz kerak. Bu raqam moddaning miqdoriga teng doimiy avliyo N. A. .
Ifodani ko'paytirish (4.5.5) 
,
biz mukammal nominal gazning ichki energiyasini olamiz:
(4.8.1)
Zo'r gazning ichki energiyasi mutlaq harorati bilan to'g'ridan-to'g'ri mutanosibdir.Bu gaz hajmiga bog'liq emas. Ichki gaz energiyasi barcha atomlarining o'rtacha kinetik energiyasidir.
Agar gazning massa markazi tezlikda harakatlansa v. 0
,
bu umumiy gaz energiyasi mexanik (kinetik) energiya miqdoriga teng 
va ichki energiya U.:
(4.8.2)
Molekulyar gazlarning ichki energiyasi
Bir okomik gazning ichki energiyasi (4.8.1) asosan molekulalarning tarjimas konstruktivining o'rtacha kinetik energiyasi hisoblanadi. Sferik simmetriyadan mahrum bo'lgan molekulaning atomlaridan farqli o'laroq, baribir aylanadi. Shuning uchun, molekulaviy harakati va aylanish harakatining kinetik energiyasining kinetik energiyasi ham.
Klassik molekulyar-kinetik nazariyada atomlar va molekulalar juda kichik mutlaqo qattiq tanalar deb hisoblanadi. Klassik mexaniklarda har qanday tana ma'lum bir soniya erkinligi bilan tavsiflanadi. f. - mustaqil o'zgaruvchilar soni (koordinatalar), kosmosdagi jismning o'rnini aniqlayapti. Shunga ko'ra, tanani bajarishi mumkin bo'lgan mustaqil harakatlar soni ham teng f.. Atomni bir hil to'p sifatida qarash mumkin f. \u003d 3 (4.16-rasm, a). Atom faqat uchta mustaqil birlik perpendikulyar yo'nalishlarda tarjima harakatini amalga oshirishi mumkin. Ikki rangli molekulaga ega eksenel simmetriya (4.16-rasm, b ) va besh darajali erkinlikka ega. Uch daraja erkinligi uning tarjimasiga mos keladi va ikkita eksa, bir-birlariga perpendikulyar va simmetriya eksasi (atomlarning markazlarini bog'laydigan chiziqlar). O'zboshimchalik bilan shaklning qattiq tanasi singari ko'prikli molekulasi olti daraja erkinlik bilan ajralib turadi (4.16-rasmda) ); molekulaning progressiv harakati bilan bir qatorda, u uchtali perpendikulyar o'qlarni aylantirishi mumkin.
Gazning ichki energiyasi molekulalar erkinligi darajasiga bog'liq. Issiqlik harakatining to'liq tasodifiyligi tufayli molekulaning harakati turlari boshqalarga nisbatan afzalliklarga ega. Har bir erkinlik darajasida molekulalarning tarjimasi yoki aylanishiga mos keladigan har bir erkinlik bo'yicha bir xil va bir xil kinetik energiya mavjud. Bu kinetik energiyaning yagona erkinligi darajasida yagona kinetik energiyani bir tekis taqsimlash bo'yicha teoremadan iborat (statistik mexanika bo'yicha qat'iy isbotlangan).
Molekulalarning tarjimlarining o'rtacha kinetik energiyasi tengdir 
.
Uch darajali erkinlik bor. Binobarin, o'rtacha kinetik energiya 
Ehtimol, erkinlikning bir darajasi:
(4.8.3)
Agar ushbu kattalik erkinlik darajasiga va gaz molekulalari soni ko'payadi t,bu o'zboshimchalik bilan mukammal gazning ichki energiyasi chiqaradi:
(4.8.4)
Ushbu formulalar multi yadro gazni almashtirish uchun yagona formulasidan farq qiladi (4.8.1) multiplier uchun f..
Zo'r gazning ichki energiyasi mutlaq haroratga to'g'ridan-to'g'ri mutanosib bo'lib, gaz hajmiga bog'liq emas.
Ularning o'zaro ta'siri.
Ichki energiya kiritiladi tabiatdagi energiya o'zgarishlari qoldig'i. Ichki energiya ochilgandan so'ng shakllantirildi energiya tejash va energiya berish qonuni. Mexanik va ichki energiyalarning o'zaro o'zgarishini ko'rib chiqing. Qo'rg'oshin idishni qo'rg'oshin plitasida yotsin. Biz buni ko'taramiz va qo'yamiz. To'pni ko'targanimizda, ular unga imkonini berishdi. To'p yiqilib tushganda, kilogramm tushirish va pastki. Ammo o'sib borayotgan tezlikda to'pning kinetik energiyasi asta-sekin o'sib bormoqda. Kinetikka to'pning potentsial energiyasini o'zgartirish mavjud. Ammo to'p qo'rg'oshin plitasini urdi va to'xtadi. Kinetik va uning potentsial energiyasi pechkaga nisbatan tenglik nolga teng bo'ldi. Zarardan keyin to'pni va plitni hisobga olgan holda, ularning ahvoli o'zgarganligini ko'ramiz: to'p biroz tekislanadi va pechkada kichik tish hosil qilingan; Haroratni o'lchash, biz ular eshitganlarini topamiz.
Isitish tana molekulalarining o'rtacha kinetik energiyasini ko'paytirishni anglatadi. Deformatsiyada, tana zarralarining o'zaro kelishuvi o'zgartiriladi, shuning uchun ularning potentsial energiya o'zgaradi.
Shunday qilib, u pechkadagi to'pning ish tashlashi natijasida tajriba boshida bo'lgan mexanik energiyaning o'zgarishi natijasida ichki tana energiyasi.
Ichki energiyaning teskari o'tishini mexanikaga kuzatish juda oson.
Masalan, agar siz qalin devorli idishlar va undan rozetkada havo tindig'ini ushlab tursangiz, bir muncha vaqt o'tgach, tomir vilkasi qulab tushadi. O'sha paytda tumanda tuman shaklida hosil bo'ladi. Tumanning tashqi ko'rinishi kemada havo sovuqqa aylandi va shuning uchun uning ichidagi tish energiyasi kamaydi. Bu tomir ichidagi siqilgan havoni (i.e. kengaytirish) itarib, uning ichki energiyasini kamaytirish orqali ish olib borishi bilan izohlanadi. Siqilgan havoning ichki energiyasi tufayli kinetik naycha energiyasi ko'paydi.
Shunday qilib, tananing ichki energiyasini o'zgartirish usullaridan biri bu tana molekulalari (yoki boshqa organlar) ushbu organ ustidan amalga oshiriladigan ish. Ishni bajarmasdan ichkarining ichki zichligini o'zgartirish usuli issiqlikni o'tkazish.
Mukammal yagona vaom gazning ichki energiyasi.
Ideal gaz molekulalari bir-biri bilan o'zaro ta'sir qilmasa, ularning potentsial energiyasi nolga teng hisoblanadi. Ideal gazning ichki energiyasi faqat molekulalarning noaniq tarjimasi harakatining kinetik energiyasi bilan belgilanadi. Uni hisoblash uchun siz bitta atomlar sonidagi bitta atomning o'rtacha kinetik energiyasini ko'paytirishingiz kerak. 
. Buni hisobga olgan holda k K. N a \u003d rBiz mukammal gazning ichki energiyasining qiymatini olamiz:
.
Ideal-yadro gazining ichki energiyasi harorati uchun to'g'ridan-to'g'ri mutanosibdir. Agar siz KLAPIRIRONE IST tenglamasidan foydalansangiz, ideal gazning ichki energiyasi uchun ibora sifatida tasvirlangan bo'lishi mumkin.
.
Shuni ta'kidlash kerakki, bitta atomning o'rtacha kinetik energiyasi uchun ifodaga binoan 
va tartibsiz harakat tufayli harakatning uchta yoki har biri uchun yoki har biri uchun erkinlik darajasi, o'qda X., Y. va Z. Teng energiya mavjud.
Erkinlik darajasining soni - Bu molekulaning mumkin bo'lgan mustaqil yo'nalishlari soni.
Gaz, ikkita atomdan iborat bo'lgan har bir molekula lolomiya deb ataladi. Har bir atom uch yo'nalishda harakat qilishi mumkin, shuning uchun umumiy raqam Harakatning mumkin bo'lgan yo'nalishlari - 6. molekulalar o'rtasidagi munosabatlar tufayli, erkinlik darajasi darajasi biri tomonidan kamayadi diatomik molekula uchun erkinlik darajasining darajasi beshta.
Diatomik molekulaning o'rtacha kinetik energiyasi tengdir. Shunga ko'ra, ideal dioksid gazining energiyasini inhibe qilish:
.
Ideal gazning ichki energiyasi uchun formulalar umumlashtirilishi mumkin:
.
qayerda i. - gaz molekulalari erkinligi darajasining miqdori ( i.\u003d 3 Monatrika va I.\u003d 5 kanalomik gaz uchun).
Ideal gazlar uchun ichki energiya faqat bitta makroskopik parametrga bog'liq va hajmga bog'liq emas, chunki potentsial energiya nolga teng (molekular orasidagi hajmli masofani belgilaydi).
Haqiqiy gazlar uchun potentsial energiya nolga teng emas. Shu sababli, ter-modinicyalardagi ichki energiya bosh holatda ushbu organlarning holatini tavsiflovchi parametrlar tomonidan aniqlanadi: hajmi (V) va harorat (T).
Har qanday makroskopik tana bor energiyauning mikrosi tufayli. Bu energiya chaqqon ichki (ravshan U.). U harakatning kuchi va korporatsiyalarning o'zaro ta'siriga teng, ular tana tashkil etadi. Shunday qilib, ichki energiya mukammal G'azo U barcha molekulalarning kinetik energiyasidan iborat, chunki ular bu holatda e'tibor bermasliklari mumkin. Shuning uchun, uning ichki energiya faqat gaz haroratida osilgan ( U ~T.).
Ideal gaz modeli molekulalar bir-biridan bir necha diametrli masofada minishning oldini oladi. Shuning uchun, ularning o'zaro ta'siri energiya harakati energiyasidan ancha kam va hisobga olish mumkin emas.
Haqiqiy gazlar, suyuqliklar va qattiq tel Mikro'ralalar (atomlar, molekulalar, ionlar va boshqalar) o'zaro ta'siri e'tiborsiz qoldirilishi kerak, chunki bu ularning xususiyatlariga jiddiy ta'sir qiladi. Shuning uchun ular ichki energiya U mikrolakolllarning issiqlik harakatining kinetik energiyasidan va ularning o'zaro ta'sirining potentsial energiyasidan iborat. Haroratdan tashqari ularning ichki energiyasi T, hajmdan oshib ketadi V, Ovoz balandligini o'lchash atomlar va molekulalar orasidagi masofaga, shuning uchun ularning o'zlari o'rtasidagi o'zaro ta'sirning potentsial energiyasiga ta'sir qiladi.
Ichki energiya - Bu tananing holatining funktsiyasi, bu uning harorati bilan belgilanadiT. va VOZLI VOZLI VOL.
Ichki energiya tan olinmagan, ammo harorat bo'yicha aniqlanadiT va tana hajmi v, uning ahvoli tavsifi:U \u003d.U (T, v)
Ga ichki energiyani o'zgartiring TE-La, aslida mikro-rochning termal harakatining termal harakatini yoki ularning o'zaro ta'sirining potentsial energiyasini (yoki boshqa birlab birga) o'zgartirishingiz kerak. Ma'lumki, buni ikki yo'l bilan o'qitish - issiqlik almashinuvi yoki ish faoliyatidan keyin amalga oshirilishi mumkin. Birinchi holda, bu aniq miqdordagi issiqlikning uzatilishi tufayli Q; Ikkinchisida - ish faoliyati tufayli A.
Shunday qilib, amalga oshirilgan issiqlik va ish miqdori ichki tana energiyasini o'lchash o'lchovi:
Δ U \u003d.Q +.A.
Ichki Energetning o'zgarishi xonalar yoki natijada olingan tanasi yoki ularning bajarilishi tufayli yuzaga keladi.
Faqat issiqlik almashinuvi bo'lsa, keyin o'zgaradi ichki energiya ma'lum miqdordagi issiqlikni qabul qilish yoki qayta yoqish orqali sodir bo'ladi: Δ U \u003d.Savol: Tanani isitish yoki sovutish paytida u quyidagilarga teng:
Δ U \u003d.Savol: = sm (T 2 - t 1) \u003dsm.DT.
Eritilgan yoki kristallanish paytida ichki energiya Bu mikroblilalar o'zaro ta'sirining kuchayishi tufayli o'zgaradi, chunki moddaning tuzilishidagi tarkibiy o'zgarishlar yuzaga keladi. Bunday holda, ichki energiyaning o'zgarishi erining erishi (kristallanishi) issiqlik bilan tengdir: D U -Q pl \u003dλ m, Qayerda λ - Tver-Diuningning o'ziga xos issiqligi (kristallanishi).
Suyuqlik yoki bug 'kondensatsiyasini bug'lash ham o'zgarishni keltirib chiqaradi ichki energiyabu yurishning issiqligiga teng: Δ U \u003d.Q n \u003drM, Qayerda r.- suyuqlikning o'ziga xos isitgichini shakllantirish (kondensatsiya).
O'zgarish ichki energiya Mexanik ishlarni amalga oshirgandan keyin (issiqlik almashinuvisiz) ushbu ishning narxiga nisbatan raqamli ravishda: Δ U \u003d.A.
Agar ichki energiyaning o'zgarishi issiqlik almashinuvidan keyin sodir bo'lsa, undaΔ U \u003d.Q \u003d.sm (T 2 -T 1)yokiΔ U \u003d. Q pl = λ m,yokiΔ U \u003d.Savol: n \u003drM.
Shuning uchun, Molul-Klaval fizikasi nuqtai nazaridan: Saytdan material.
Ichki tana energiyasi Bu atomlar, molekulalar yoki boshqa zarralar kinetik energiyasining kinetik energiyasi, ulardan tashkil topgan va ni-mi o'rtasidagi o'zaro ta'sirning potentsial energiyasi; Termodinamik nuqtai nazardan, bu tana davlatining (tana tizimi) funktsiyasi, bu uning makroparameters-dagi harorati bilan belgilanadiT. va VOZLI VOZLI VOL.
Shunday qilib, ichki energiya - Bu uning ichki holatiga bog'liq bo'lgan tizimning energiyasi. U tizimning barcha mikros zarralarining issiqlik harakatining energiyasidan (molekulalar, atomlar, ionlar, elektron va boshqalar) va ularning o'zaro ta'siri energiyasi. Ichki energiyaning umumiy qiymati deyarli aniqlanadi, shuning uchun ichki o'zgarishlarni hisoblash Δ U, bu isitish va ularning bajarilishi natijasida yuzaga keladi.
Tananing ichki energiyasi issiqlik harakatining kinetik energiyasi va mikro-roch tarkibiy qismlarining o'zaro ta'sirining potentsial energiyasiga tengdir.
Ushbu sahifada mavzular bo'yicha materiallar:
Qattiqning ichki energiyasi
Tananing ichki energiyasini qisqacha o'zgartirish usuli qisqacha mazmuni
Qanday makroparameterlar tananing ichki energiyasiga bog'liq
"Tananing ichki energiyasidan foydalanish to'g'risida" tezkor xabar
