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물질의 내부 에너지

질문에 대답하기 위해 내부는 무엇입니까?에너지, 운동 에너지와 잠재적 에너지의 의미를 설명하는 학교 교사의 예를 기억합시다. 간단히 말해서 첫 번째는 움직이는 물체가 가지고있는 변위 에너지이고 두 번째는 어떤 작업을 수행 할 수있는 실현되지 않은 능력입니다. 더욱이,이 두 에너지는 서로 "흐를 수"있습니다.

예를 들어 보겠습니다.플라스틱 표면 (리드 시트)에 중금속 볼이 있습니다. 그것을 가져다가 뻗은 손 높이까지 올리 자. 그가 최고점으로 이동함에 따라 그의 운동 에너지는 감소하고 잠재력은 증가하여 멈추는 순간 최대에 도달했습니다. 하지만 이제 우리는 공을 놓으면 중력의 영향을 받아 아래로 돌진합니다. 이 순간 무슨 일이 일어나나요? 그것은 매우 간단합니다. 잠재적 (축적 된) 에너지는 가속 운동으로 변환됩니다. 이것은 공이 표면으로 떨어지고 멈출 때까지 발생합니다 (이 예에서는 플라스틱베이스를 사용한 이유입니다). 언뜻보기에 공의 에너지가 사라진 것처럼 보일 수 있지만 내부 에너지가 증가했기 때문에 그렇지 않습니다. 추락 위치를주의 깊게 살펴보면 금속에 움푹 들어간 부분이 있고 공이 변형 된 것을 볼 수 있습니다 (특히 납이있는 경우). 또한 접촉 지점에서 열이 발생했습니다.

분자 수준에서 일어나는 일금속 구조? 물질을 구성하는 분자는 서로 끌어 당기는 힘과 반발력에 의해 서로 결합됩니다. 변형은 그들 중 일부의 변위를 일으켜 총 내부 에너지가 변경됩니다. 이 입자들은 눈에 보이지 않지만 운동 에너지와 잠재적 에너지를 가지고 있습니다. 낙하로 인한 내부 구조의 변위는 분자에 추가 에너지를 전달합니다. 내부 에너지는 입자의 상호 작용으로 인한 것이므로 항상 존재합니다. 이것이 물질의 특성 중 하나입니다. 내부 에너지는 주어진 신체의 모든 분자와 원자에 내재 된 잠재력과 운동 에너지의 합입니다.

계산 공식이 있습니다. 중요한 점-이 방법은 이상 기체를 계산하는 데만 적합합니다. 그것은 잠재적 인 에너지를 가지고 있습니다

F = (I / 2) * (m / M) * T * R,

여기서 나는 자유도 계수입니다.여기서는 분자 수 m과 주변 온도 T 만 고려되며, 실제 기체 매질에서는 분자 자체의 점유 부피, 압력 및 구조를 제공하는 것이 추가로 필요합니다.

에너지 유형의 상호 변환에 대해 이야기Yu. R. Mayer를 언급하지 않는 것은 불가능합니다. 선박의 의사로서 그는 선원들과 추운 나라 주민들 사이의 혈색 농도 차이에 주목했습니다. 그 후, 에너지의 주요 특성 중 하나 인 불변성을 지적한 것은 바로 그 사람이었습니다. 그것은 어디에서나 사라지지 않고 다른 유형으로 만 변환되고 총 값은 변경되지 않습니다.

물의 내부 에너지도 일반적으로법률. 예를 들어, 선원들은 폭풍 후 배 외부의 수온이 항상 이전보다 높다는 것을 잘 알고 있습니다. 이것은 대기 전선이 에너지의 일부를 물 덩어리로 전달하여 가열했기 때문에 발생했습니다. 모든 사람이 매일 만나는 또 다른 예는 끓는 것입니다. 액체의 내부 에너지가 증가하기 시작하면 물 용기를 스토브에 넣고 가스를 켜면 충분합니다. 분자는 추가 충격을받으며 이동 속도가 증가합니다. 따라서 상호 충돌의 수도 더 커집니다. 그러나 외부 온도의 원천을 제거하면 물이 즉시 식지 않습니다. 이것은 입자의 움직임에 축적 된 내부 에너지 때문입니다. 그건 그렇고, 냉각 과정은 또한 보존 법칙의 표현입니다 : 주변 공기가 가열되고 팽창하여 작업을 수행합니다.