Energia internă a gazului

După cum știți, orice organism are propria sa structură unică, determinată de compoziția și structura sa chimică. În acest caz, particulele care alcătuiesc această structură sunt mobile, ele interacționează una cu cealaltă și, prin urmare, au o anumită cantitate de energie internă. În solide, legăturile particulelor care alcătuiesc structura corpului sunt puternice, astfel încât interacțiunea lor cu particulele care alcătuiesc structura altor corpuri este dificilă.

În mod diferit, se arată în lichide sau gaze, în cazul în care legăturile moleculare sunt slabe, dar deoarece moleculele se pot mișca liber suficient pentru a interacționa cu particule și alte substanțe. Aceasta, de exemplu, arată proprietatea solubilității.

prin urmare, energia internă gazul este un parametru care determină starea gazului, adică energia microparticulelor termice mișcare ea care acționează molecule, atomi, nuclee și altele asemenea. d. În plus, acest concept descrie energia și interacțiunea acestora.

Atunci când o moleculă trece de la o stare la alta, energia internă a gazului, WU = dQ - dA - arată doar procesul de schimbare a acestei energii interne. Tocmai pentru că este de fapt văzut din formula, ea este întotdeauna caracterizată de diferența dintre valorile sale de la începutul și sfârșitul tranziției moleculei de la o stare la alta. Calea tranziției în sine, adică magnitudinea ei, nu joacă nici un rol. Din acest raționament urmează concluzia fundamentală care caracterizează acest fenomen: energia internă a unui gaz este determinată exclusiv de exponentul temperaturii gazului și este complet independentă de valoarea volumului său. pentru analiză matematică Această concluzie este importantă, în sensul că măsura direct magnitudinea energiei interne nu este posibilă, și poate fi determinată prin mijloace matematice să-și prezinte doar schimbarea sa (acest lucru este subliniat de prezența simbolului în formula - W).

Pentru corpurile fizice, energia lor internă este supusă dinamicii (schimbării) numai dacă există o interacțiune a acestor corpuri cu alte corpuri. În același timp, există două moduri principale ale acestei schimbări: lucrul (efectuat cu frecare, impact, comprimare etc.) și transferul de căldură. Ultima metodă - transferul de căldură - reflectă dinamica schimbărilor în energia internă în acele cazuri în care lucrarea nu este realizată și energia este transferată, de exemplu, de la corpuri cu temperatură mai mare la corpuri cu o valoare mai mică.

În acest caz, distingem astfel de tipuri de transfer de căldură ca:

• conductivitatea termică (schimbul direct de energie prin particule care comit mișcare haotică);
• convecție (energia internă a gazului este purtată de fluxurile sale);
• radiație (energia este transferată prin intermediul undelor electromagnetice).

Toate aceste procese sunt reflectate de legea conservării energiei. Dacă această lege este considerată în legătură cu procese termodinamice, care are loc în gaze, poate fi formulată după cum urmează: energia internă gaz real, sau mai degrabă schimbarea sa, este cantitatea totală de căldură care a fost transferată de la surse externe și de la lucrarea care a fost efectuată pe acest gaz.

Dacă luăm în considerare funcționarea acestei legi (prima lege a termodinamicii) cu privire la gazul ideal, atunci puteți vedea următoarele modele. În cadrul procesului, a cărui temperatură rămâne neschimbată (proces izotermic), energia internă va fi, de asemenea, întotdeauna o valoare constantă.

În cadrul procesului izobaric, care se caracterizează printr-o schimbare a temperaturii gazului, creșterea sau scăderea acestuia conduce, respectiv, la o creștere sau descreștere a energiei interne și gaze naturale. Acest fenomen, de exemplu, demonstrează în mod clar extinderea gazului la încălzire și capacitatea unui astfel de gaz de a conduce unitățile de abur.

Când se are în vedere procesul isochoric, în care parametrul volumului său rămâne neschimbat, energia internă a gazului se modifică numai sub influența cantității de căldură transferată.

Există, de asemenea, un proces adiabatic, care se caracterizează prin absența schimbului de căldură al gazului cu surse externe. În acest caz, valoarea energiei sale interne scade, deci gazul se răcește.