Способи зміни внутрішньої енергії та їх опис

У наведеній нижче статті мова піде про внутрішню енергію і способах зміни її. Тут ми ознайомимося з загальним визначенням ВЕ, з її значенням і двома видами зміни стану енергією, якою має фізичне тіло, об'єкт. Зокрема буде розглянуто явище теплопередачі і здійснення роботи.

Введення

Внутрішня енергія - це та частина ресурсу системи термодинамічного характеру, яка не є залежною від конкретної відлікової системи. Вона може змінювати своє значення в межах досліджуваної проблеми.

Характеристики рівного значення в системі відліку, відносно якої центральна маса тіла/об'єкта макроскопічних розмірів являє собою стан спокою, володіють однаковою повної і внутрішньої енергіями. Вони завжди відповідають один одному. Набір частин, з яких складається повна енергія, що входить у внутрішню, є непостійним і залежить від умов розв'язуваної задачі. Іншими словами, ВЕ не є специфічним видом енергетичного ресурсу. Вона являє собою загальну сукупність ряду компонентів системи повної енергії, які змінюються з урахуванням конкретних ситуацій. Способи зміни внутрішньої енергії базуються на двох основних принципах: теплопередачі та здійсненні роботи.

ВЕ є специфічним поняттям для систем термодинамічного характеру. Вона дозволяє вводити в користування фізики різноманітні величини, такі як температура і ентропія, розмірність хімічного потенціалу, маса речовин, що утворюють систему.

Виконання роботи

Існує два способи зміни внутрішньої енергії тіл(а). Перший утворюється завдяки процесу здійснення безпосередньої роботи над об'єктом. Другий – це явище теплопередачі.

Більше:

Перший штучний супутник Землі

Перший штучний супутник Землі є одним з найбільших досягнень науки ХХ століття. Тим не менш, як це ні парадоксально, цьому великому науковому і технічному досягненню значною мірою сприяла холодна війна між двома наддержавами: США і Радянським Союзом....

Що таке соціалізація, і як вона змінює людину

Спробуємо розібратися, що таке соціалізація, в чому її сутність і особливість. Адже для кожної особистості входження у суспільство і засвоєння його основних норм є фундаментом до подальшої безпроблемною і успішного життя і діяльності. Отже, що таке с...

Принц Чарльз – головний спадкоємець британського престолу

Згідно із законом королівства Великобританія, спадкоємець британського престолу - це старший закононароджена син чинного монарха або ж попереднього претендента на престол. Однак якщо у царюючого особи немає дитини чоловічої статі, то право спадкуванн...

У випадку, якщо виконання роботи здійснюється самим тілом, його показник внутрішньої енергії буде зменшуватися. Коли процес буде завершений кимось або чимось над тілом, тоді його показник ВЕ буде зростати. При цьому спостерігається трансформація механічного енергетичного ресурсу у внутрішній тип енергії, якими володіє об'єкт. Також може протікати всі і навпаки: механічна у внутрішню.

Теплопередача збільшує величину ВЕ. Однак, якщо тіло буде остигати, то енергія буде знижуватися. При постійному підтриманні трансляції тепла, показник буде зростати. Стиснення газів є прикладом збільшення показника ВЕ, а їх розширення (газів) – наслідок зменшення величини внутрішньої енергії.

Явище теплопередачі

Зміна внутрішньої енергії способом теплопередачі являє собою збільшення/зниження енергетичного потенціалу. Їм має тіло, без проведення певної (зокрема механічної) роботи. Передається кількість енергії називають теплотою (Q, Дж), а сам процес підпорядковується загальним ЗСЕ. Вчинення змін у ВЕ завжди відбивається зростанням або зниження температури самого тіла.

Обидва способи зміни внутрішньої енергії (робота і теплопередача) можуть здійснюватися по відношенню до одного об'єкту в одночасному порядку, тобто вони можуть поєднуватися.

Змінити ВЕ можна, наприклад, створюючи тертя. Тут чітко відстежується здійснення механічної роботи (тертя) і явище теплообміну. Подібним чином намагалися добувати вогонь наші предки. Вони створювали тертя між деревиною, температура займання якої відповідає позначці в 250 °C

Зміна внутрішньої енергії тіла за допомогою здійснення роботи або теплопередачею може відбуватися в один і той же відрізок часу, тобто ці два види засобів можуть працювати спільно. Однак простого тертя в конкретному випадку буде мало. Для цього одну гілку необхідно було загострювати. В даний час людина може отримати вогонь за допомогою тертя сірників, головки яких покривають горючою речовиною, займистим при 60-100 °С. Перша подібна продукція почалася створюватися в 30-их роках XIX століття. Це були фосфорні сірники. Вони здатні загорятися при відносно низькій температурі – 60 °С. В даний час користуються шведськими сірниками, які були запущені у виробництво в 1855 року.

Залежність енергії

Говорячи про способи зміни внутрішньої енергії, важливо буде згадати також про залежність цього показника від температури. Справа в тому, що кількість цього енергетичного ресурсу обумовлено середньою величиною кінетичної енергії, зосередженої в молекулі тіла, яка, в свою чергу, безпосередньо залежить від показника температури. Саме з цієї причини зміна температури завжди призводить до зміни ВЕ. З цього також випливає, що нагрівання приводить до зростання енергії, а охолодження викликає її зменшення.

Температура і теплообмін

Способи зміни внутрішньої енергії тіла діляться на: теплопередачу і здійснення механічної роботи. Однак важливо буде знати, що кількість теплоти і температура – це не одне і те ж. Ці поняття не можна плутати.Температурні величини визначаються градусами, а кількість переданої або переданої теплоти визначається за допомогою джоуль (Дж).

Контакт двох тіл, одне з яких буде гаряче, завжди призводить до втрати тепла одним (більш гарячим) і до придбання його іншим (більш холодним).

Важливо зазначити, що обидва способи зміни ВЕ тіла завжди приводять до однакових результатів. Визначити, яким саме способом було досягнуто її зміна, за кінцевим станом тіла, неможливо.