Πώς η εσωτερική ενεργειακή αλλαγή με τη θερμοκρασία
Πώς η εσωτερική ενεργειακή αλλαγή με τη θερμοκρασία
Η εσωτερική ενέργεια του σώματος είναι μέρος της πλήρουςενέργειας, λόγω μόνο εσωτερικών διεργασιών και αλληλεπιδράσεων μεταξύ σωματιδίων της ύλης. Αποτελείται από τη δυναμική και την κινητική ενέργεια των σωματιδίων.
Εσωτερική ενέργεια του σώματος
Η εσωτερική ενέργεια κάθε σώματος σχετίζεται μεκίνηση και κατάσταση σωματιδίων (μορίων, ατόμων) της ύλης. Αν η συνολική ενέργεια του σώματος είναι γνωστή, η εσωτερική ενέργεια μπορεί να βρεθεί εξαλείφοντας από τη συνολική κίνηση ολόκληρου του σώματος ως μακροσκοπικό αντικείμενο, καθώς και την ενέργεια της αλληλεπίδρασης του δεδομένου σώματος με τα πιθανά πεδία. Επίσης, η εσωτερική ενέργεια περιέχει την ενέργεια των δονήσεων των μορίων και τη δυνητική ενέργεια της διαμοριακής αλληλεπίδρασης. Αν μιλάμε για ένα ιδανικό αέριο, τότε η κύρια συμβολή στην εσωτερική ενέργεια παρέχεται από την κινητική συνιστώσα. Η συνολική εσωτερική ενέργεια είναι ίση με το άθροισμα των ενεργειών των μεμονωμένων σωματιδίων Όπως είναι γνωστό, η κινητική ενέργεια της μεταφορικής κίνησης ενός σημείου υλικού που προσομοιώνει ένα σωματίδιο της ύλης εξαρτάται έντονα από την ταχύτητα της κίνησης του. Αξίζει επίσης να σημειωθεί ότι η ενέργεια των δονητικών και περιστροφικών κινήσεων εξαρτάται από την έντασή τους. Θυμηθείτε από την πορεία της μοριακής φυσικής ο τύπος για την εσωτερική ενέργεια ενός ιδανικού μονοτονικού αερίου. Εκφράζεται ως άθροισμα των κινητικών συνιστωσών όλων των σωματιδίων αερίου, τα οποία μπορούν να υπολογιστούν κατά μέσον όρο. Ο μέσος όρος όλων των σωματιδίων οδηγεί σε μια σαφή εξάρτηση της εσωτερικής ενέργειας από τη θερμοκρασία του σώματος, καθώς και στον αριθμό βαθμών ελευθερίας των σωματιδίων. Συγκεκριμένα, για ένα μονοκατομικό ιδανικό αέριο του οποίου τα σωματίδια έχουν μόνο τρεις βαθμούς ελευθερίας της μεταφορικής κίνησης, η εσωτερική ενέργεια είναι ευθέως ανάλογη προς τα τρία δεύτερα προϊόντα της σταθεράς και της θερμοκρασίας Boltzmann.Εξάρτηση από τη θερμοκρασία
Έτσι, η εσωτερική ενέργεια του σώματος είναι στην πραγματικότηταεμφανίζει την κινητική ενέργεια της κίνησης σωματιδίων. Για να καταλάβουμε ποια είναι η σχέση της ενέργειας με τη θερμοκρασία, είναι αναγκαίο να οριστεί η φυσική έννοια της αξίας της θερμοκρασίας. Αν το δοχείο γεμίσει με αέριο και έχει κινητά τοιχώματα θερμαίνεται, ο όγκος του θα αυξηθεί. Αυτό δείχνει ότι η εσωτερική πίεση έχει αυξηθεί. Η πίεση του αερίου δημιουργείται από την πρόσκρουση των σωματιδίων στο τοίχωμα του δοχείου. Μόλις η πίεση έχει αυξηθεί, έτσι έχει αυξηθεί, και η δύναμη της πρόσκρουσης, υποδεικνύοντας μία ρυθμός αύξησης της μοριακής κίνησης. Έτσι, η αύξηση της θερμοκρασίας των μορίων του αερίου με αποτέλεσμα την αύξηση της ταχύτητας. Αυτή είναι η ουσία της θερμοκρασίας. Γίνεται τώρα σαφές ότι η αύξηση της θερμοκρασίας οδηγεί σε αύξηση της ταχύτητας των σωματιδίων, συνεπάγεται μια αύξηση στην κινητική κίνηση ενέργεια ενδομοριακών και, ως εκ τούτου η αύξηση της εσωτερικής ενέργειας.
