Внутренняя энергия

Внутренняя энергия — важнейшее условие существования и характеристика всех тел живой и неживой природы. Для того чтобы определить её значение в организации жиз­ни на нашей планете, вспомним основные физические понятия термо­динамики.

Макроскопические тела состоят из движущихся и взаимодействую­щих частиц: молекул, атомов, ионов. В свою очередь, атомы и ядра атомов тоже состоят из движущихся и взаимодействующих частиц.

Как известно, движущиеся тела обладают кинетической энер­гией, следовательно, частицы (молекулы, атомы, ионы), из которых состоит вещество, тоже обладают кинетической энергией.

Взаимодействующие тела обладают энергией взаимодействия, или потенциальной энергией. Поскольку частицы вещества взаимодей­ствуют между собой, то они обладают потенциальной энергией.

Следовательно, частицы, из которых состоят макроскопические тела, обладают кинетической и потенциальной энергией, их сумма и есть внутренняя энергия макроскопической системы.

Внутренней энергией (U) макроскопической системы называют сумму кинетической энергии (E_К) движения составляющих его ча­стиц (молекул, атомов, ионов) и потенциальной энергии (E_П) их вза­имодействия: U = E_K + E_П.

Единицей измерения внутренней энергии является джоуль (1 Дж).

К внутренней энергии относят и энергию движения и взаимодей­ствия частиц, входящих в состав атомов и ядер вещества, однако в мо­лекулярной физике имеют дело с процессами, которые происходят при не слишком высоких температурах и не связаны с превращением вещества. В этих процессах внутриатомная и внутриядерная энергия не изменяется.

Загрузка...

Внутренняя энергия, так же как температура, давление и объём (термодинамические параметры), характеризует состояние системы. При изменении состояния тела изменяется и значение внутренней энергии.

Как известно, кинетическая энергия тела прямо пропорцио­нальна квадрату его скорости. Поскольку молекулы имеют разные скорости и, следовательно, разные кинетические энергии, то их сово­купность характеризуется средней кинетической энергией, которая прямо пропорциональна среднему квадрату скорости движения моле­кул:

Ėk = m₀v̇² / 2. Материал с сайта http://doklad-referat.com

Так как температура тела прямо пропорциональна средней кинети­ческой энергии составляющих его частиц, то внутренняя энергия тела зависит от его температуры и об изменении внутренней энергии мож­но судить по изменению температуры тела.

Внутренняя энергия тела зависит и от его агрегатного состояния. Так, она больше у стоградусного пара, чем у воды такой же массы при той же температуре. Это объясняется различием потенциальных энер­гий взаимодействия молекул пара и воды.

Внутренняя энергия зависит и от деформации тела: она больше у де­формированного тела, чем у недеформированного.

Следует иметь в виду, что внутренняя энергия тела не зависит от его движения как целого и от его положения в пространстве. Так, значения внутренней энергии у шарика, лежащего на полу и подня­того на некоторую высоту, одинаковы при одинаковых прочих усло­виях.

На этой странице материал по темам:

• Кратко о внутренней энергии физика

• Реферат на тему внутренняя энергия и способы ее изменения

• Реферат про внутреннюю энергию физика

• Формулы по теме внутренняя энергия шпаргалка

• Реферат на тему изменение внутренней энергии

Вопросы по этому материалу:

• Что представляет собой внутренняя энергия?

• От чего зависит и от чего не зависит внутренняя энергия макроскопической системы?