Vad består inre energi av? Termodynamik
Alla makroskopiska kroppar runt omkring oss innehåller partiklar: atomer eller molekyler. Eftersom de är i konstant rörelse besitter de två typer av energi samtidigt: kinetisk och potentiell och bildar kroppens inre energi:
U = ∑ E k +∑ E p
Detta koncept inkluderar också energin för interaktion mellan elektroner, protoner och neutroner med varandra.
Är det möjligt att ändra intern energi
Det finns 3 sätt att ändra det:
- tack vare värmeöverföringsprocessen;
- genom att utföra mekaniskt arbete;
- genom kemiska reaktioner.
Låt oss ta en närmare titt på alla alternativ.
Om arbetet utförs av kroppen själv, kommer dess inre energi att minska, och när arbete utförs på kroppen, kommer dess inre energi att öka.
De enklaste exemplen på ökad energi är fall av eld med friktion:
- använder tinder;
- använda flinta;
- använder tändstickor.
Termiska processer förknippade med förändringar i temperatur åtföljs också av förändringar i intern energi. Om du värmer en kropp kommer dess energi att öka.
Resultatet av kemiska reaktioner är omvandlingen av ämnen som skiljer sig från varandra i struktur och sammansättning. Till exempel, under förbränning av bränsle, efter att väte kombineras med syre, bildas kolmonoxid. När saltsyra förenas med zink frigörs väte och som ett resultat av förbränning av väte frigörs vattenånga.
Kroppens inre energi kommer också att förändras på grund av övergången av elektroner från ett elektronskal till ett annat.
Kropparnas energi - beroende och egenskaper
Intern energi är ett kännetecken för kroppens termiska tillstånd. Det beror på:
- aggregationstillstånd och förändringar under kokning och förångning, kristallisation eller kondensation, smältning eller sublimering;
- kroppsvikt;
- kroppstemperatur, som kännetecknar den kinetiska energin hos partiklar;
- typ av substans.
Intern energi hos en monoatomisk idealgas
Denna energi består idealiskt av de kinetiska energierna för varje partikel, som rör sig slumpmässigt och kontinuerligt, och den potentiella energin av deras interaktion inom en viss kropp. Detta sker på grund av en temperaturförändring, vilket bekräftas av Joules experiment.
För att beräkna den inre energin hos en monoatomisk gas, använd ekvationen:
Där, beroende på förändringen i temperatur, kommer den inre energin att förändras (öka med ökande temperatur och minska med dess minskning). Intern energi är en funktion av tillstånd.
De vanligaste frågorna
Är det möjligt att göra en stämpel på ett dokument enligt provet som tillhandahålls? Svar Ja det är möjligt. Skicka en skannad kopia eller ett foto av god kvalitet till vår e-postadress, så gör vi den nödvändiga dubbletten.
Vilka typer av betalningar accepterar du?
Svar Du kan betala för dokumentet vid mottagandet av kuriren, efter att ha kontrollerat riktigheten av slutförandet och kvaliteten på utförandet av diplomet. Detta kan också göras på postföretagens kontor som erbjuder postförskottstjänster.
Alla leverans- och betalningsvillkor för dokument beskrivs i avsnittet "Betalning och leverans". Vi är också redo att lyssna på dina förslag angående leveransvillkor och betalning för dokumentet.
Kan jag vara säker på att du inte kommer att försvinna med mina pengar efter att ha lagt en beställning? Svar Vi har ganska lång erfarenhet inom diplomproduktion. Vi har flera hemsidor som ständigt uppdateras. Våra specialister arbetar i olika delar av landet och producerar över 10 dokument om dagen. Genom åren har våra dokument hjälpt många människor att lösa anställningsproblem eller gå över till högre betalda jobb. Vi har fått förtroende och erkännande bland kunder, så det finns absolut ingen anledning för oss att göra detta. Dessutom är detta helt enkelt omöjligt att göra fysiskt: du betalar för din beställning i det ögonblick du får den i dina händer, det finns ingen förskottsbetalning.
Kan jag beställa ett diplom från vilket universitet som helst? Svar I allmänhet, ja. Vi har arbetat inom detta område i nästan 12 år. Under denna tid bildades en nästan komplett databas med dokument utfärdade av nästan alla universitet i landet och för olika år av utfärdande. Allt du behöver är att välja ett universitet, specialitet, dokument och fylla i beställningsformuläret.
Vad ska man göra om man hittar stavfel och fel i ett dokument?
Svar När du tar emot ett dokument från vårt bud eller postföretag rekommenderar vi att du noggrant kontrollerar alla detaljer. Om ett stavfel, fel eller felaktighet upptäcks har du rätt att inte hämta diplomet, utan du måste ange de upptäckta defekterna personligen till kuriren eller skriftligen genom att skicka ett e-postmeddelande.
Vi kommer att korrigera dokumentet så snart som möjligt och skicka det igen till angiven adress. Självklart kommer frakten att betalas av vårt företag.
För att undvika sådana missförstånd, innan vi fyller i originalformuläret, mailar vi kunden en mock-up av det framtida dokumentet för kontroll och godkännande av den slutliga versionen. Innan vi skickar dokumentet med bud eller post tar vi även ytterligare bilder och filmer (inklusive i ultraviolett ljus) så att du har en klar uppfattning om vad du kommer att få i slutändan.
Vad ska jag göra för att beställa ett diplom från ditt företag?
Svar För att beställa ett dokument (certifikat, diplom, akademiskt intyg etc.) måste du fylla i onlinebeställningsformuläret på vår hemsida eller lämna din e-post så att vi kan skicka ett ansökningsformulär till dig som du behöver fylla i och skicka tillbaka till oss.
Om du inte vet vad du ska ange i något fält i beställningsformuläret/enkäten, lämna dem tomma. Därför kommer vi att klargöra all information som saknas via telefon.
Senaste recensioner
Oleg:
Jag studerade till programmerare och fick jobb i en organisation som var en internetleverantör. Medan jag var ungkarl och bodde hos mina föräldrar räckte min lön till mig. Vid 25 års ålder träffade jag en tjej och gifte mig. Barnen föddes en efter en. Min lön räckte knappt till för att föda mig. Min fru och jag bestämde att något behövde ändras. Vi bestämde oss för att vi behövde lära oss ett nytt yrke utomlands. Jag hittade dina tjänster på Internet. Jag beställde ett diplom. Jag åkte till ett annat land, fick ett jobb och fick en bra lön. Jag köpte en prestigefylld bil. Killar, Gud välsigne er!
Olga:
Jag studerade som korrespondensstudent på en högskola. När jag fick mitt diplom hoppades jag omedelbart få ett prestigefyllt jobb. Men konkurrensen visade sig vara mycket hög, fler än tio personer sökte en plats. Jag var tvungen att gå med på ett jobb utanför min specialitet med minimilön. Jag har jobbat så här i många år. Jag bestämde mig för att göra en förändring. Jag vände mig till ditt företag för att få fram ett specialiserat diplom. Jag bytte yrke, jag är väldigt glad att det blev så här. Tack killar!
Edward:
Jag hade aldrig förtroende för sådana företag, men mina tvivel skingrades när jag bestämde mig för att kontakta dem. Tyvärr, på grund av en olycka, förlorade jag nästan alla mina dokument, inklusive mitt diplom, och utan det kunde jag inte ens få ett jobb. För att inte slösa tid på att återställa dokumentet bestämde jag mig för att kontrollera det här företagets arbete. Jag ringde det angivna numret och beställde. Jag fick mitt diplom inom den angivna perioden. Jag var nöjd med kvaliteten, likheten med originalet är 100%.
Irina:
God kväll, tack för ditt arbete! Jag var nöjd med kvaliteten på dokumenten. När jag kom till jobbet efter att ha köpt mitt examensbevis såg jag att chefen hade ett dokument från samma universitet! Hon var väldigt rädd, det visade sig att hon inte kollade dokumentationen i databasen utan jämförde den med sina egna (stämplar, signaturer). Föreställ dig min förvåning när hon inte ens märkte något misstänkt. Om chefen trodde på dig, behöver du nu inte vara rädd för andra kontroller. Tack så mycket.
Maksim:
Jag köpte ett diplom här, jag trodde inte ens att det skulle vara av så utmärkt kvalitet. Levereras på mindre än 5 dagar. All data skrivs utan fel och går genom databasen. Jag vill också tacka dig för din effektivitet, chefen kontaktade mig mycket snabbt och tog hänsyn till alla mina önskemål. Arbetet utfördes perfekt - precis vad jag behövde, jag tackar företaget för det utmärkta arbetet!
Rita:
På jobbet behövde jag akut ett diplom för att få befordran. Jag hade bara en vecka på mig att lämna in min högskoleexamen. Den enda utvägen för mig var att köpa ett diplom. Chefen svarade direkt, klargjorde all information och fyra dagar senare var diplomet i mina händer. Jag var mycket orolig för om arbetet skulle bli bra. Jag fick den på posten och betalade där, så inga risker. Jag var nöjd, allt var som originalet, tack.
När man studerar termiska fenomen, tillsammans med kropparnas mekaniska energi, introduceras en ny typ av energi- inre energi. Att beräkna den inre energin hos en idealgas är inte svårt.
Den enklaste i sina egenskaper är en monoatomisk gas, det vill säga en gas som består av enskilda atomer snarare än molekyler. Inerta gaser är monoatomiska - helium, neon, argon, etc. Du kan få monoatomiskt (atomärt) väte, syre etc. Sådana gaser kommer dock att vara instabila, eftersom kollisioner av atomer producerar molekylerna H 2, O 2, etc.
Molekyler av en idealgas interagerar inte med varandra, förutom i ögonblick av direkt kollision. Därför är deras genomsnittliga potentiella energi mycket liten och all energi är den kinetiska energin för molekylernas kaotiska rörelse. Detta gäller naturligtvis om behållaren med gasen är i vila, det vill säga att gasen som helhet inte rör sig (dess massacentrum är i vila). I detta fall finns det ingen ordnad rörelse och gasens mekaniska energi är noll. Gas har energi, som kallas intern.
Att beräkna den inre energin hos en idealisk monoatomisk gas med massa T du måste multiplicera medelenergin för en atom, uttryckt med formeln (4.5.5), med antalet atomer. Detta antal är lika med produkten av mängden ämne till Avogadros konstant N A .
Multiplicera uttryck (4.5.5) med 
,
vi får den inre energin av en idealisk monoatomisk gas:
(4.8.1)
Den inre energin hos en idealgas är direkt proportionell mot dess absoluta temperatur. Det beror inte på gasvolymen. En gass inre energi är den genomsnittliga kinetiska energin för alla dess atomer.
Om en gass masscentrum rör sig med en hastighet v 0
,
då är gasens totala energi lika med summan av den mekaniska (kinetiska) energin 
och inre energi U:
(4.8.2)
Inre energi av molekylära gaser
Den inre energin hos en monoatomisk gas (4.8.1) är i huvudsak den genomsnittliga kinetiska energin för molekylernas translationella rörelse. Till skillnad från atomer kan molekyler som saknar sfärisk symmetri fortfarande rotera. Därför, tillsammans med den kinetiska energin för translationell rörelse, har molekyler också kinetisk energi för rotationsrörelse.
I klassisk molekylär kinetisk teori betraktas atomer och molekyler som mycket små absolut fasta kroppar. Varje kropp inom klassisk mekanik kännetecknas av ett visst antal frihetsgrader f- antalet oberoende variabler (koordinater) som unikt bestämmer kroppens position i rymden. Följaktligen är antalet oberoende rörelser som kroppen kan utföra också lika med f. En atom kan betraktas som en homogen boll med ett antal frihetsgrader f = 3 (Fig. 4.16, a). En atom kan endast utföra translationsrörelse i tre oberoende ömsesidigt vinkelräta riktningar. En diatomisk molekyl har axiell symmetri (Fig. 4.16, b ) och har fem frihetsgrader. Tre frihetsgrader motsvarar dess translationella rörelse och två till rotationsrörelse runt två axlar vinkelräta mot varandra och symmetriaxeln (linjen som förbinder atomernas centrum i molekylen). En polyatomisk molekyl, som ett fast ämne med godtycklig form, kännetecknas av sex frihetsgrader (Fig. 4.16, c. ); Tillsammans med translationell rörelse kan molekylen utföra rotationer runt tre ömsesidigt vinkelräta axlar.
Gasens inre energi beror på antalet frihetsgrader hos molekylerna. På grund av den fullständiga oordningen av termisk rörelse har ingen av typerna av molekylär rörelse en fördel framför den andra. För varje frihetsgrad som motsvarar molekylers translationella eller roterande rörelse finns samma genomsnittliga kinetiska energi. Detta är teoremet om den likformiga fördelningen av kinetisk energi över frihetsgraderna (det är strikt bevisat i statistisk mekanik).
Den genomsnittliga kinetiska energin för molekylers translationsrörelse är lika med 
.
Translationell rörelse motsvarar tre frihetsgrader. Därför den genomsnittliga kinetiska energin 
per en frihetsgrad är lika med:
(4.8.3)
Om detta värde multipliceras med antalet frihetsgrader och antalet vägande gasmolekyler T, då får vi den inre energin av en godtycklig idealgas:
(4.8.4)
Denna formel skiljer sig från formel (4.8.1) för en monoatomisk gas genom att ersätta faktorn 3 med faktorn f.
Den inre energin hos en idealgas är direkt proportionell mot den absoluta temperaturen och beror inte på gasens volym.
INRE ENERGI termodynamisk funktion av systemets tillstånd, dess energi, bestämt internt. skick. Intern energi läggs i princip ihop. från kinetisk energi för rörelse av partiklar (atomer, molekyler, joner, elektroner) och interaktionsenergi. mellan dem (intra- och intermolekylära). Intern energi påverkas av förändringar i inre energi. systemets tillstånd under påverkan av yttre fält; Den inre energin inkluderar i synnerhet den energi som är associerad med polariseringen av dielektrikumet till det yttre. elektrisk fält och magnetisering av det paramagnetiska externt. mag. fält. Kinetisk. energin i systemet som helhet och den potentiella energin på grund av rymden. placeringen av systemet ingår inte i den interna energin. Inom termodynamiken bestäms endast förändringen i inre energi vid nedbrytning. processer. Därför specificeras den inre energin upp till en viss konstant term, beroende på energin som tas som referensens noll.Intern energi U som tillståndsfunktion introduceras av termodynamikens första lag, enligt vilken skillnaden mellan värmen Q som överförs till systemet och arbetet W som utförs av systemet endast beror på systemets initiala och slutliga tillstånd och inte inte beror på övergångsvägen, dvs. representerar en förändring i tillståndsfunktionen
där U 1 och U 2 är den inre energin i systemet i initial- respektive sluttillståndet. Ekvation (1) uttrycker lagen för bevarande av energi som tillämpas på termodynamik. processer, det vill säga processer där värmeöverföring sker. För cyklisk process som återställer systemet till dess ursprungliga tillstånd. I isokoriska processer, dvs. processer med konstant volym, systemet fungerar inte på grund av expansion, W = 0 och värmen som överförs till systemet är lika med ökningen av intern energi: Q v =. För adiabatiker bearbetar när Q = 0, = - W.
Den inre energin i ett system som en funktion av dess entropi S, volym V och antalet mol mi av den i:te komponenten är en termodynamisk potential. Detta är en konsekvens av termodynamikens första och andra lag och uttrycks av relationen:
"
där T är abs. t-ra, p-tryck, -kemisk. potentialen hos den i:te komponenten. Likhetstecknet hänvisar till jämviktsprocesser, ojämlikhetstecknet hänvisar till icke-jämviktsprocesser. För ett system med givna värden på S, V, m i (slutet system i ett styvt adiabatiskt skal) är den inre energin vid jämvikt minimal. Förlusten av intern energi i reversibla processer vid konstant V och S är lika med max. användbart arbete (se Maximalt reaktionsarbete).
Beroende av den inre energin i ett jämviktssystem på temperatur och volym U =f(T, V) kallas. kaloriekvationen för tillstånd. Derivaten av intern energi med avseende på temperatur vid konstant volym är lika med isokorisk värmekapacitet:
Den inre energin hos en idealgas beror inte på volym och bestäms endast av volym.
Värdet på den inre energin hos ett ämne bestäms experimentellt, mätt från dess värde vid abs. noll försök. För att bestämma den interna energin krävs data om värmekapaciteten C V (T), fasövergångars värme och tillståndsnivån. Förändring av inre energi under kemi. p-tioner (särskilt den inre standardenergin för bildning av ett ämne) bestäms från data om de termiska effekterna av p-tioner, såväl som från spektraldata. Teoretisk beräkning av intern energi utförs med statistiska metoder. termodynamik, som definierar intern energi som medelenergin för systemet under givna isoleringsförhållanden (till exempel vid given T, V, m i). Den inre energin hos en monoatomisk idealgas är summan av den genomsnittliga energi som tas emot. rörelse hos molekyler och medelenergi för exciterade elektroniska tillstånd; för di- och polyatomiska gaser läggs också den genomsnittliga rotationsenergin för molekyler och deras vibrationer runt jämviktspositionen till detta värde. Inre energi 1
Ämne: Intern energi av en ideal gas
Syftet med lektionen: att upprepa begreppen intern energi, en idealgas, härleda en formel för att bestämma den inre energin hos en idealgas, överväga förändringen i intern energi i alla isoprocesser som förekommer i en idealgas.
Under lektionerna
Att organisera tid
Lärarverksamhet
Hej tjejer! Sitt ner!
Idag har vi ännu en fysiklektion. Är du redo att kasta dig in i fysikens värld i 45 minuter?
Vilka mål sätter vi upp för den här lektionen och vilka uppgifter kommer vi att lösa?
Mål: studera ett nytt ämne, tillämpa den förvärvade kunskapen för att lösa problem. Mål: utveckling av kreativitet och forskningsförmåga, ökat intresse för fysik.
Upprepning av studerat material. Kontrollera läxor (13-15 min).
Lärarverksamhet
Avsedd elevverksamhet
Idag kommer testet av det studerade materialet att vara som följer.
I vilken ordning uppgifterna visas och kontrolleras.
1. Kontrollera tester.
2. Kontrollera lösningen på kvalitativa problem.
3. kontroll av kvantitativa uppgifter
4. Kontrollera grafikuppgifter
5.Kontrollera det virtuella laboratoriets arbete
6. videoklipp av experimentet
Fråga: Varför stiger vattnet i cylindern? Anledningen till det stigande vattnet?
Idag ska vi titta på intern energi och förändringen av intern energi inom termodynamiken.
Så ämnet för vår lektion?
Vi skriver dagens datum och ämnet för lektionen "En idealgas inre energi"
1. Grupp 3-4 elever utför experimentellt arbete. Kollar Gay-Lussacs lag. Utrustning: termometer, brinnande vatten, kallvatten, cylinder, plasticine, 2 glas, linjal. Minivideo av experimentet. Vi överför foto- och videoberäkningar tillViber.
2. 1-2 studenter måste skapa ett beräkningsproblem av medelhög komplexitet om tillämpningen av gaslagar, fotografera och lämna in tillViber.
3. 1-2 elever måste hitta ett högkvalitativt problem på internet om ämnet gaslagar och lösa, godkäntViber.
4. 1-2 elever ska göra en graf över isoprocesser iV= V(T) och rita om i P=P(V). Rita ritningar på tavlan.
5. 1-2 studenter ska genomföra det virtuella laborationsarbetet. SPbSU
6. Resten utför provuppgifter, efter avslutade ingår de i arbetet med att kontrollera den genomförda uppgiften av andra elever som presenteras på tavlan.
Minska lufttemperaturen inuti cylindern;
Inre energi
Att studera nytt material (13-15 min).
Lärarverksamhet
Avsedd elevverksamhet
Vad är inre energi?
Idealisk gas?
Egenskaper hos en idealisk gas
Härledning av formeln för den inre energin hos en monoatomisk idealgas.
Formel för intern energi för en monoatomisk idealgas. Monatomiska gaser: helium, neon, argon.
Formel för intern energi för en diatomisk idealgas. Diatomiska gaser: syre, väte, kväve
Formel för intern energi för en polyatomisk idealgas. Polyatomiska gaser: koldioxid, ånga, etc.
Allmän formel för den inre energin hos en idealgas :
Förändring av inre energi hos en idealgas
:
Vilka isoprocesser har vi övervägt och bestämmer förändringen i intern energi i dessa processer.
Intern energi är den potentiella och kinetiska energin för alla molekyler i en given kropp
En idealgas är en gas vars intermolekylära interaktioner är försumbara.
1) det finns inga intermolekylära interaktioner: den potentiella energin för molekylerna i en idealgas är noll;
2) interaktioner sker endast under deras kollisioner, stötarna är absolut elastiska;
3) molekyler av en ideal gas - materialpunkter
Svara på frågor, delta i formelhärledning
Gör anteckningar, beskriv fysiska storheter
Isotermisk process:
Isobarisk process:
Isokorisk process:
4. Konsolidering av det studerade materialet (15-17 min)
Lärarverksamhet
Avsedd elevverksamhet
Uppgift:
Luft som vägde 15 kg värmdes från en temperatur på 100 O C upp till temperatur 250 O C vid konstant tryck. Hitta förändringen i dess inre energi?
Eleverna får ett test via e-post och löser problem från provet självständigt.
Efter att ha genomfört provet visas svaren automatiskt på lärarens dator
1 elev ritar upp lösningen på problemet på tavlan. Vid lösning används formeln för att ändra intern energi.
Eleverna öppnar sin post och löser provuppgifter.
5. Sammanfattning. Läxa.
1 Testa. Gaslagar
* Nödvändigtvis
Efternamn och förnamn *
I vilket tillstånd av aggregering av ett ämne rör sig dess molekyler kaotiskt med en medelhastighet på 100 m/s *
i gasformig och flytande form
endast i gasform
i flytande och fast form
i gasformig och fast form
Utsläppt koldioxid expanderar isobariskt. Gasens massa är konstant. Hur ska en gass absoluta temperatur ändras för att öka dess volym med 4 gånger? *
öka med 16 gånger
öka 4 gånger
minska med 16 gånger
minska med 4 gånger
Tryckluft släpps ut från glaskärlet, samtidigt som det värmer upp kärlet. Samtidigt ökade den absoluta temperaturen på luften i kärlet med 2 gånger och dess tryck ökade med 3 gånger. Luftmassan i kärlet minskade med *
6 gånger
3 gånger
1,5 gånger
2 gånger
Enligt moderna begrepp består kärnan i en kolatom av... *
elektroner och protoner
neutroner och positroner
bara protoner
protoner och neutroner
Ballongen innehåller 36*10^26 gasmolekyler. Vad är den ungefärliga mängden ämne i cylindern? *
6 mol
36 mol
6 kmol
36 kmol
2 Testa. Inre energi
Början av formuläret
Efternamn och förnamn
I vilket av exemplen som presenteras omvandlas mekanisk energi till intern energi?
Kokande vatten på en gasbrännare
kulan träffar målet
förbränningsmotor
värma en metalltråd i en eldslåga
Alternativ 5
10 mol urladdat helium finns i ett kärl vid ett tryck över atmosfärstrycket. Hur kommer den inre energin i en gas att förändras om ett litet hål görs i ett kärl och dess temperatur hålls konstant?
kommer att öka
kommer att minska
Kommer inte att förändras
Hur kommer vattnets inre energi att förändras under uppvärmningen från 25 C till 50 C?
kommer inte att förändras, eftersom inget kristallgitter bildas
förändras inte, eftersom vattnet kokar inte
växer pga temperaturen ökar
minskar, eftersom temperaturen ökar
En idealgas är isobariskt komprimerad. Hur förändras gasens inre energi?
ökar
minskar
ändras inte
Hur förändrades gasens inre energi under långsam isotermisk kompression med 0,2 kubikmeter? gas, som var i utgångsläget under ett tryck på 200 kPa? Avrunda ditt svar till heltal.
Slut på formuläret
Början av formuläret
