Notranja energija plina

Kot veste, ima vsako telo svojo edinstveno strukturo, ki je odvisna od njegove kemične sestave in strukture. V tem primeru so delci, ki sestavljajo to strukturo, mobilni, medsebojno komunicirajo in zato imajo določeno količino notranje energije. V trdnih delih so vezi delcev, ki tvorijo strukturo telesa, močne, zato je njihova interakcija z delci, ki tvorijo strukturo drugih teles, težavna.

Izgleda popolnoma drugače pri tekočinah ali plinih, kjer so molekulske vezi šibke, zato se molekule lahko prosto gibljejo in delujejo z delci drugih snovi. To na primer kaže lastnost topnosti.

Zato, notranja energija plin je parameter, ki določa stanje plina, tj energijo stebru pretok mikrodelcev, ki delujejo molekule, atomi, jedra in podobno. d. Ta koncept opisuje energije in njihove interakcije.

Ko molekula prehaja iz ene države v drugo, notranja energija plina, WU = dQ - dA - prikazuje le postopek spreminjanja te notranje energije. Prav zaradi tega, ker je dejansko viden iz formule, je vedno značilna razlika med njenimi vrednostmi na začetku in koncu prehoda molekule iz enega v drugo državo. Pot samega tranzita, torej njene razsežnosti, ne igra nobene vloge. Iz tega razlogovanja sledi najosnovnejši zaključek, ki je značilen za ta pojav: notranjo energijo plina določi izključno eksponent temperature plinov in je popolnoma neodvisen od vrednosti njegove prostornine. Za matematična analiza ta ugotovitev je pomembna v tem smislu, da ni mogoče direktno izmeriti vrednosti notranje energije, je mogoče z matematičnimi sredstvi določiti le njeno spremembo (to je poudarjeno s prisotnostjo v formuli simbola - W).

Za fizična telesa je njihova notranja energija podvržena dinamiki (spremembi) le, če pride do interakcije teh teles z drugimi organi. Istočasno pa obstajata dva glavna načina te spremembe: delo (izvedeno z trenjem, udarcem, stiskanjem itd.) In prenosom toplote. Zadnja metoda - prenos toplote - odraža dinamiko sprememb v notranji energiji v tistih primerih, ko delo ni opravljeno, energijo pa prenesemo npr. Iz teles z višjo temperaturo v telesa z nižjo vrednostjo.

V tem primeru ločimo takšne vrste prenosa toplote kot:

• toplotna prevodnost (neposredna izmenjava energije s trdnimi delci);
• konvekcija (notranja energija plina nosi njihovi tokovi);
• sevanja (energija se prenese z elektromagnetnimi valovi).

Vsi ti postopki se odražajo v zakonu o ohranjanju energije. Če se ta zakon šteje za termodinamični procesi, ki se pojavlja v plinih, se lahko formulira na naslednji način: notranja energija pravi plin, ali njena sprememba je skupna količina toplote, ki jo je prenesla iz zunanjih virov in iz dela, ki je bil izveden na tem plinu.

Če upoštevamo delovanje tega zakona (prvi zakon termodinamike) glede na idealen plin, potem si lahko ogledate naslednje vzorce. V procesu, katerega temperatura ostaja nespremenjena (izotermični proces), bo notranja energija vedno tudi konstantna vrednost.

V okviru izobarskega procesa, za katerega je značilna sprememba temperature plina, njeno povečanje ali zmanjšanje povzroči povečanje ali zmanjšanje notranje energije in delo s plinom. Ta pojav na primer jasno kaže ekspanzijo plina pri segrevanju in sposobnost takega plina, da vozi parne enote.

Pri preučevanju izohoričnega procesa, pri katerem parameter njenega volumna ostane nespremenjen, se notranja energija plina spreminja le pod vplivom količine prenesene toplote.

Obstaja tudi adiabatski proces, za katerega je značilna odsotnost toplotne izmenjave plina z zunanjimi viri. V tem primeru se vrednost njene notranje energije zmanjša, zato se plin ohladi.