המאמר שלהלן ידוןאנרגיה פנימית וכיצד לשנות אותה. כאן נכיר את ההגדרה הכללית של SE, על משמעותה ושני סוגי שינוי במצב האנרגיה, שיש לגוף פיזי, אובייקט. בפרט, תופעת העברת החום וביצוע העבודה תיחשב.
מבוא
אנרגיה פנימית היא אותו חלק מהמשאב של המערכתאופי תרמודינמי, שאינו תלוי במערכת ייחוס מסוימת. זה יכול לשנות את המשמעות שלו בתוך הבעיה הנחקרת.
מאפיינים של ערך שווה במערכתהתייחסות, שביחס אליה המסה המרכזית של גוף/אובייקט בעל ממדים מקרוסקופיים היא מצב של מנוחה, יש אותן אנרגיות כוללות ופנימיות. הם תמיד תואמים. מכלול החלקים המרכיבים את סך האנרגיה הכלולה באנרגיה הפנימית אינו קבוע ותלוי בתנאי הבעיה הנפתרת. במילים אחרות, אנרגיה מתחדשת אינה סוג מסוים של משאב אנרגיה. זהו קבוצה כללית של מספר מרכיבים של מערכת האנרגיה הכוללת, המשתנים כדי להתאים למצבים ספציפיים. שיטות לשינוי אנרגיה פנימית מבוססות על שני עקרונות בסיסיים: העברת חום ועבודה.
SE הוא מושג ספציפי למערכותטבע תרמודינמי. היא מאפשרת לפיזיקה להשתמש בכמויות שונות, כמו טמפרטורה ואנטרופיה, מימד הפוטנציאל הכימי, מסת החומרים היוצרים את המערכת.
ביצוע העבודה
ישנן שתי דרכים לשנות את האנרגיה הפנימית של גוף(ים). הראשון נוצר עקב תהליך ביצוע עבודה ישירה על האובייקט. השני הוא תופעת העברת החום.
במקרים בהם מתבצעת עבודההגוף עצמו, אינדקס האנרגיה הפנימי שלו יקטן. כאשר התהליך יושלם על ידי מישהו או משהו מעל הגוף, אז ה-VE שלו יגדל. במקביל, נצפית טרנספורמציה של משאב אנרגיה מכני לסוג פנימי של אנרגיה שיש לעצם. הכל יכול גם לזרום ולהיפך: מכני עד פנימי.
העברת חום מעלה את הערך של SE.עם זאת, אם הגוף מתקרר, אז האנרגיה תפחת. עם תחזוקה מתמדת של העברת חום, המחוון יגדל. דחיסת גזים היא דוגמה לעלייה במדד SE, והתרחבותם (של הגזים) היא תוצאה של ירידה בערך האנרגיה הפנימית.
תופעת העברת חום
שינוי האנרגיה הפנימית בצורה מסוימתהעברת חום מייצגת עלייה/ירידה בפוטנציאל האנרגיה. הוא מוחזק על ידי הגוף, מבלי לבצע עבודה מסוימת (במיוחד מכנית). כמות האנרגיה המועברת נקראת חום (Q, J), והתהליך עצמו כפוף ל-ZSE האוניברסלי. ביצוע שינויים ב-VE תמיד משתקף בעלייה או ירידה בטמפרטורה של הגוף עצמו.
שתי השיטות לשינוי אנרגיה פנימית (עבודה והעברת חום) יכולות להתבצע ביחס לאובייקט אחד בסדר בו-זמני, כלומר, ניתן לשלב אותן.
אתה יכול לשנות את ה-SE, למשל, על ידי יצירת חיכוך.כאן, הביצועים של עבודה מכנית (חיכוך) ותופעת העברת החום מנוטרים בבירור. אבותינו ניסו להבעיר אש בצורה דומה. הם יצרו חיכוך בין העץ, שטמפרטורת ההצתה שלו מתאימה ל-250 מעלות צלזיוס.
שינוי האנרגיה הפנימית של הגוף באמצעותעבודה או העברת חום יכולים להתרחש באותו פרק זמן, כלומר, שני סוגי אמצעים אלה יכולים לעבוד יחד. עם זאת, חיכוך פשוט במקרה מסוים לא יספיק. לשם כך היה צורך לחדד ענף אחד. נכון לעכשיו, אדם יכול לקבל אש על ידי שפשוף גפרורים, שראשיהם מכוסים בחומר בעירה שמתלקח בטמפרטורה של 60-100 מעלות צלזיוס. המוצרים הראשונים כאלה החלו להיווצר בשנות ה -30 של המאה ה- XIX. אלה היו גפרורים של זרחן. הם מסוגלים לעלות באש בטמפרטורה נמוכה יחסית - 60 מעלות צלזיוס. נכון לעכשיו, נעשה שימוש בגפרורים שוודים, אשר הוכנסו לייצור בשנת 1855.
תלות באנרגיה
אם כבר מדברים על דרכים לשנות את האנרגיה הפנימית,חשוב להזכיר גם את התלות של אינדיקטור זה בטמפרטורה. העובדה היא שכמות משאב האנרגיה הזה נקבעת על ידי הערך הממוצע של האנרגיה הקינטית המרוכזת במולקולה של הגוף, אשר, בתורה, תלויה ישירות במדד הטמפרטורה. מסיבה זו, שינוי בטמפרטורה מוביל תמיד לשינוי ב-SE. מכאן גם נובע שחימום מביא לעלייה באנרגיה, והקירור גורם להפחתה.
טמפרטורה והעברת חום
הדרכים לשינוי האנרגיה הפנימית של הגוף חלוקותעל: העברת חום ועבודה מכנית. עם זאת, חשוב לדעת שכמות החום והטמפרטורה אינם אותו דבר. אין לבלבל בין מושגים אלה. כמויות הטמפרטורה מוגדרות במעלות, וכמות החום המועברת או המועברת מוגדרת באמצעות ג'אול (J).
מגע של שני גופים, שאחד מהם יהיה חם, מוביל תמיד לאיבוד חום על ידי אחד (חם יותר) ולרכישתו על ידי השני (קר יותר).
חשוב לציין ששתי הדרכים לשינוי ה-VE של הגוף תמיד מובילות לאותן תוצאות. אי אפשר לקבוע באיזה אופן הושג השינוי שלו על ידי המצב הסופי של הגוף.
