Способы изменения внутренней энергии тела.

Внутренняя энергия тела не является какой-то постоянной величиной. У одного и того же тела она может изменяться.

При повышении температуры внутренняя энергия тела увеличивается, так как увеличивается средняя скорость движения молекул. Следовательно, возрастает кинетическая энергия молекул этого тела. С понижением температуры, наоборот, внутренняя энергия тела уменьшается.

Таким образом, внутренняя энергия тела меняется при изменении скорости движения молекул.

Попытаемся выяснить, каким способом можно увеличить или уменьшить скорость движения молекул. Для этого проделаем следующий опыт. Укрепим тонкостенную латунную трубку на подставке. Нальем в трубку немного эфира и закроем пробкой. Затем трубку обовьем веревкой и начнем быстро двигать ее, то в одну сторону, то в другую. Через некоторое время эфир закипит, и пар вытолкнет пробку. Опыт показывает, что внутренняя энергия эфира увеличилась: ведь он нагрелся и даже закипел.

Увеличение внутренней энергии произошло в результате совершения работы при натирании трубки веревкой. Нагревание тел происходит также при ударах, разгибании и сгибании, т. е. при деформации. Внутренняя энергия тела во всех приведенных примерах увеличивается.

Следовательно, внутреннюю энергию тела можно увеличить, совершая над телом работу. Если же работу совершает само тело, то его внутренняя энергия уменьшается.

Проделаем следующий опыт.

В толстостенный стеклянный сосуд, закрытый пробкой, накачаем воздух через специальное отверстие в ней.

Через некоторое время пробка выскочит из сосуда. В момент, когда пробка выскакивает из сосуда, образуется туман. Его появление означает, что воздух в сосуде стал холоднее. Находящийся в сосуде сжатый воздух, выталкивая пробку, совершает работу. Эту работу он совершает за счет своей внутренней энергии, которая при этом уменьшается. Судить об уменьшении внутренней энергии можно по охлаждению воздуха в сосуде.

Итак, внутреннюю энергию тела можно изменить путем совершения работы.

Внутреннюю энергию тела можно изменить и другим способом, без совершения работы. Например, вода в чайнике, поставленном на плиту, закипает. Воздух и различные предметы в комнате нагреваются от радиатора центрального отопления. Внутренняя энергия в этих случаях увеличивается, так как повышается температура тел. Но при этом работа не совершается.

Значит, изменение внутренней энергии может происходить не только в результате совершения работы.

Рассмотрим следующий пример.

Опустим в стакан с горячей водой металлическую спицу. Кинетическая энергия молекул горячей воды больше кинетической энергии частиц холодного металла. Молекулы горячей воды будут передавать часть своей кинетической энергии частицам холодного металла. В результате этого энергия молекул воды в среднем будет уменьшаться, а энергия частиц металла будет увеличиваться. Температура воды уменьшится, а температура спицы постепенно увеличится.

Постепенно их температуры выровняются. На этом опыте мы наблюдали изменение внутренней энергии тел. Итак, внутреннюю энергию тел можно изменить путем теплопередачи.

Процесс изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или самим телом называется теплопередачей.

Теплопередача всегда происходит в определенном направлении: от тел с более высокой температурой к телам с более низкой.

Когда температуры тел выровняются, теплопередача прекращается.

Внутреннюю энергию тела можно изменить двумя способами: совершая механическую работу или теплопередачей.

Теплопередача в свою очередь может осуществляться тремя способами: 1) теплопроводностью; 2) конвекцией; 3) излучением.

В предыдущем параграфе мы выяснили, что при опускании металлической спицы в стакан с горячей водой очень скоро конец спицы становился тоже горячим. Следовательно, внутренняя энергия, как и любой вид энергии, может быть передана от одних тел к другим. Внутренняя энергия может передаваться и от одной части тела к другой. Так, например, если один конец гвоздя нагреть в пламени, то другой его конец, находящийся в руке, постепенно нагреется и будет жечь руку.

Явление передачи внутренней энергии от одной части тела другой или от oднoгo тела другому при их непосредственном контакте называется теплопроводностью. Изучим это явление, проделав ряд опытов с твердыми телами, жидкостью и газом.

Внесем в огонь конец деревянной палки. Он воспламенится. Другой конец палки, находящийся снаружи, будет холодным. Значит, дерево обладает плохой теплопроводностью.

Поднесем к пламени спиртовки конец тонкой стеклянной палочки. Через некоторое время он нагреется, другой же конец останется холодным. Следовательно, и стекло имеет плохую теплопроводность. Если же мы будем нагревать в пламени конец металлического стержня, то очень скоро весь стержень сильно нагреется. Удержать его в руках мы уже не сможем.

Значит, металлы хорошо проводят тепло, т. е. имеют большую теплопроводность. Наибольшей теплопроводностью обладают серебро и медь. Рассмотрим передачу тепла от одной части твердого тела к другой на следующем опыте.

Закрепим один конец толстой медной проволоки в штативе.

К проволоке прикрепим воском несколько гвоздиков (6). При нагревании свободного конца проволоки в пламени спиртовки воск будет таять. Гвоздики начнут постепенно отваливаться. Сначала отпадут те, которые расположены ближе к пламени, затем по очереди все остальные.

Выясним, как происходит передача энергии по проволоке. Скорость колебательного движения частиц металла увеличивается в той части проволоки, которая ближе расположена к пламени. Поскольку частицы постоянно взаимодействуют друг с другом, то увеличивается скорость движения соседних частиц. Начинает повышаться температура следующей части проволоки и т. д.

Следует помнить, что при теплопроводности не происходит пере носа вещества от одного конца тела к другому.

Рассмотрим теперь теплопроводность жидкостей. Возьмем пробирку с водой и станем нагревать ее верхнюю часть. Вода у поверхности скоро закипит, а у дна пробирки за это время она только: нагреется. Значит, у жидкостей теплопроводность невелика, за исключением ртути и расплавленных металлов.

Это объясняется тем, что в жидкостях молекулы расположены на больших расстояниях друг от друга, чем в твердых телах.

Исследуем теплопроводность газов. Сухую пробирку наденем на палец и нагреем в пламени спиртовки донышком вверх. Палец при этом долго не почувствует тепла.

Это связано с тем, что расстояние между молекулами газа еще больше, чем у жидкостей и твердых тел. Следовательно, теплопроводность у газов еще меньше.

Итак, теплопроводность у различных веществ различна. Опыт показывает, что теплопроводность у различных металлов неодинакова.

Плохой теплопроводностью обладают шерсть, волосы, перья птиц, бумага, пробка и другие пористые тела. Это связано с тем, что между волокнами этих веществ содержится воздух. Самой низкой теплопроводностью обладает вакуум (освобожденное от воздуха пространство). Объясняется это тем, что теплопроводность — это перенос энергии от одной части тела к другой, который происходит при взаимодействии молекул или других частиц. В пространстве, где нет частиц, теплопроводность осуществляться не может.

Если возникает необходимость предохранить тело от охлаждения или нагревания, то применяют вещества с малой теплопроводностью. Так, для кастрюль, сковородок ручки изготавливают из пластмассы. Дома строят из бревен или кирпича, обладающих плохой теплопроводностью, а значит, предохраняют помещения от охлаждения.

Помещая руку над горячей плитой или над горящей электрической лампочкой, можно почувствовать, что над ними поднимаются теплые струи воздуха.

Небольшая бумажная вертушка, поставленная над пламенем свечи или электрической лампочкой, под действием поднимающегося нагретого воздуха начинает вращаться.

Это явление можно объяснить таким образом. Воздух, соприкасаясь с теплой лампой, нагревается, расширяется и становится менее плотным, чем окружающий его холодный воздух. Сила Архимеда, действующая на теплый воздух со стороны холодного снизу вверх, больше, чем сила тяжести, которая действует на теплый воздух. В результате нагретый воздух «всплывает», поднимается вверх, а его место занимает холодный воздух.

Такие же явления мы наблюдаем и при нагревании жидкости снизу. Нагретые слои жидкости — менее плотные и поэтому более легкие — вытесняются вверх более тяжелыми, холодными слоями. Холодные слои жидкости, опустившись вниз, в свою очередь нагреваются от источника тепла и вновь вытесняются менее нагретой водой. Благодаря такому движению вся вода равномерно прогревается. Это становится наглядным, если на дно колбы бросить несколько кристалликов марганцовокислого калия, который окрашивает струи воды в фиолетовый цвет.

В описанных опытах мы наблюдали еще один вид теплопередачи, называемый — конвекция (от лат. слова конвекцио — перенесение). Следует помнить, что при конвекции энергия переносится самими струями газа или жидкости.

Так, например, в отапливаемой комнате благодаря конвекции поток теплого воздуха поднимается вверх, а холодного опускается вниз. Поэтому у потолка воздух всегда теплее, чем вблизи пола.

Различают два вида конвекции: естественную (или свободную) и вынужденную. Так нагревание жидкости, а также воздуха в комнате являются примерами естественной конвекции. Вынужденная конвекция наблюдается, если перемешивать жидкость мешалкой, ложкой, насосом и т. д.

Жидкости и газы следует нагревать снизу. Если их прогревать сверху, то при таком способе конвекция не происходит. Нагретые слои не могут опуститься ниже холодных, более тяжелых.

Следовательно, для того чтобы в жидкостях и газах происходила конвекция, необходимо их нагревать снизу.

Конвекция в твердых телах происходить не может. Вам уже известно, что частицы в твердых телах колеблются около определенной точки, удерживаемые сильным взаимным притяжением. В связи с этим при нагревании твердых тел в них не могут образовываться потоки вещества. Энергия в твердых телах может передаваться теплопроводностью.

Вам хорошо известно, что основным источником тепла на Земле является Солнце. Каким же образом передается тепло от Солнца?

Ведь Земля находится от него на расстоянии 15107 км. Все это пространство за пределами нашей атмосферы содержит очень разреженное вещество.

Как известно, в вакууме перенос энергии путем теплопроводности почти невозможен. Не может происходить он и за счет конвекции. Следовательно, существует еще один вид теплопередачи.

Изучим этот вид теплопередачи с помощью опыта.

Соединим жидкостный манометр при помощи резиновой трубки с теплоприемником.

Если к темной поверхности теплоприемника поднести кусок металла, нагретый до высокой температуры, то уровень жидкости в колене манометра, соединенном с теплоприемником, понизится. Очевидно, воздух в теплоприемнике нагрелся и расширился. Быстрое нагревание воздуха в теплоприемнике можно объяснить лишь передачей ему энергии от нагретого тела.

Энергия в данном случае передавалась не теплопроводностью. Ведь между нагретым телом и теплоприемником находился воздух — плохой проводник тепла. Конвекция здесь также не может наблюдаться, поскольку теплоприемник находится рядом с нагретым телом, а не над ним. Следовательно, в данном случае передача энергии происходит путем излучения.

Передача энергии излучением отличается от других видов теплопередачи. Она может осуществляться в полном вакууме.

Излучают энергию все тела: и сильно нагретые, и слабо, например тело человека, печь, электрическая лампочка и др. Но чем выше температура тела, тем больше энергии передает оно путем излучения. При этом энергия частично поглощается этими телами, а частично отражается. При поглощении энергии тела нагреваются по-разному, в зависимости от состояния поверхности.

Если повернуть теплоприемник к нагретому металлическому телу сначала темной, а затем светлой стороной, то столбик жидкости в колене манометра, соединенном с теплоприемником, в первом случае понизится, а во втором повысится. Это показывает, что тела с темной поверхностью лучше поглощают энергию, чем тела, имеющие светлую поверхность.

В то же время тела с темной поверхностью охлаждаются быстрее путем излучения, чем тела со светлой поверхностью. Например, в светлом чайнике горячая вода дольше сохраняет высокую температуру, чем в темном.

Способность тел по-разному поглощать энергию излучения используется на практике. Так, поверхность воздушных шаров, крылья самолетов красят серебристой краской, чтобы они не нагревались солнцем. Если же, наоборот, необходимо использовать солнечную энергию, например, в приборах, установленных на искусственных спутниках Земли, то эти части приборов окрашивают в темный цвет.

studfile.net

Внутренняя энергия. Способы изменения внутренней энергии

Внутренняя энергия. Способы изменения внутренней энергии

Все тела состоят из молекул, которые непрерывно движутся и взаимодействуют друг с другом. Они обладают одновременно кинетической и потенциальной энергией. Эти энергии и составляют внутреннюю энергию тела.

Таким образом, внутренняя энергия — это энергия движения и взаимодействия частиц,
из которых состоит тело. Внутренняя энергия характеризует тепловое состояние тела.

ЗАГЛЯНИ НА КНИЖНУЮ ПОЛКУ

Как устраивались чудеса?
Часы без завода.

ДОМАШНИЕ ОПЫТЫ

1. Сделайте около 50 интенсивных ударов молотком по железному предмету. Проверьте на ощупь изменение температуры металла и молотка. Объясните явление.

2. Положите монету на кусок деревянной доски и энергично потрите ее, прижимая к поверхности, в течение нескольких минут. Руками проверьте, как изменилась температура монеты. Объясните результат.

СПОСОБЫ ИЗМЕНЕНИЯ ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ

Внутреннюю энергию можно изменить двумя способами.

Если работа совершается над телом, его внутренняя энергия увеличивается.

Если работу совершает само тело, его внутренняя энергия уменьшается.

ДОМАШНИЕ ОПЫТЫ

1. Возьмите новый целый полиэтиленовый пакет. Ополосните пакет внутри горячей водой так, чтобы остались капли. Герметично привяжите его к наконечнику велосипедного насоса
или большой резиновой груши. Энергично накачайте воздух в пакет, чтобы он лопнул.
В воздухе появится туман. Объясните наблюдаемое явление.

2. Измерьте домашним термометром температуру воды, налитой в банку или бутылку. Плотно закройте сосуд и 10–15 мин интенсивно встряхивайте его, после чего вновь измерьте температуру. Чтобы исключить передачу тепла от рук, наденьте варежки или заверните сосуд в полотенце.
Какой способ изменения внутренней энергии вы использовали? Поясните.

3. Возьмите резиновую ленту, связанную кольцом, приложите ленту ко лбу и запомните ее температуру. Удерживая резину пальцами руки, несколько раз энергично растяните и в растянутом виде снова прижмите ко лбу. Сделайте вывод о температуре и причинах, вызвавших изменение.

ЗАДАЧИ ДЛЯ ЛЮБИТЕЛЕЙ ПОДУМАТЬ

(или «5» падают с неба)

1. Если кусок алюминиевой проволоки расклепать на наковальне или быстро изгибать в одном и том же месте то в одну, то в другую сторону, то это место сильно нагревается. Объясните явление.

2. Молоток нагревается и когда им бьют, например, по наковальне, и когда он лежит на солнце в жаркий летний день. Назовите способы изменения внутренней энергии молотка в обоих случаях.

3. Два одинаковых латунных шарика упали с одной и той же высоты. Первый упал в глину, а второй, ударившись о камень, отскочил и был пойман рукой на некоторой высоте. Который из шариков больше изменил свою внутреннюю энергию?

Жду ответов!

«ВОЗДУШНОЕ ОГНИВО»

Если положить в цилиндр с поршнем кусочек ваты и резко опустить ( вдвинуть) поршень, то вата воспламенится !
Над воздухом внутри поршня совершается работа — уменьшается его объем. Это приводит к увеличению внутренней энергии воздуха и его температура возрастает, что и приводит к возгоранию ваты.

ЗНАЕШЬ ЛИ ТЫ?

При понижении температуры Земного шара всего на один градус выделилась бы энергия, примерно в миллиард раз превосходящая вырабатываемую ежегодно всеми электростанциями мира.

Всё! Идем отдыхать!

class-fizika.ru

Способы изменения внутренней энергии и их описание

В приведенной ниже статье речь пойдет о внутренней энергии и способах изменения ее. Здесь мы ознакомимся с общим определением ВЭ, с ее значением и двумя видами изменения состояния энергией, которой обладает физическое тело, объект. В частности будет рассмотрено явление теплопередачи и совершение работы.

Введение

Внутренняя энергия — это та часть ресурса системы термодинамического характера, которая не является зависимой от конкретной отсчетной системы. Она может изменять свое значение в пределах изучаемой проблемы.

Характеристики равного значения в системе отсчета, по отношению к которой центральная масса тела/объекта макроскопических размеров являет собой состояние покоя, обладают одинаковой полной и внутренней энергиями. Они всегда соответствуют друг другу. Набор частей, из которых состоит полная энергия, входящая во внутреннюю, является непостоянным и зависит от условий решаемой задачи. Другими словами, ВЭ не является специфическим видом энергетического ресурса. Она представляет собой общую совокупность ряда компонентов системы полной энергии, которые изменяются с учетом конкретных ситуаций. Способы изменения внутренней энергии базируются на двух основных принципах: теплопередаче и совершении работы.

ВЭ является специфическим понятием для систем термодинамического характера. Она позволяет вводить в пользование физики разнообразные величины, такие как температура и энтропия, размерность химического потенциала, масса веществ, образующих систему.

Выполнение работы

Существует два способа изменения внутренней энергии тел(а). Первый образуется благодаря процессу совершения непосредственной работы над объектом. Второй – это явление теплопередачи.

В случаи, если выполнение работы совершается самим телом, его показатель внутренней энергии будет уменьшаться. Когда процесс будет завершен кем-то или чем-то над телом, тогда его показатель ВЭ будет расти. При этом наблюдается трансформация механического энергетического ресурса во внутренний тип энергии, которым обладает объект. Также может протекать все и наоборот: механическая во внутреннюю.

Теплопередача увеличивает величину ВЭ. Однако если тело будет остывать, то и энергия будет снижаться. При постоянном поддержании трансляции тепла, показатель будет возрастать. Сжатие газов служит примером увеличения показателя ВЭ, а их расширение (газов) – следствие уменьшения величины внутренней энергии.

Явление теплопередачи

Изменение внутренней энергии способом теплопередачи представляет собой увеличение/снижение энергетического потенциала. Им обладает тело, без проведения определенной (в частности механической) работы. Передающееся количество энергии именуют теплотой (Q, Дж), а сам процесс подчиняется всеобщему ЗСЭ. Совершение изменений во ВЭ всегда отражается ростом или снижение температуры самого тела.

Оба способа изменения внутренней энергии (работа и теплопередача) могут совершаться по отношению к одному объекту в одновременном порядке, т. е. они могут совмещаться.

Изменить ВЭ можно, например, создавая трение. Здесь четко отслеживается совершение механической работы (трение) и явление теплообмена. Подобным образом старались добывать огонь наши предки. Они создавали трение между древесиной, температура воспламенения которой соответствует отметке в 250 °С.

Изменение внутренней энергии тела посредством совершения работы или теплопередачей может происходить в один и тот же отрезок времени, т. е. эти два вида средств могут работать совместно. Однако простого трения в конкретном случае будет мало. Для этого одну ветвь необходимо было заострять. В настоящее время человек может получить огонь при помощи трения спичек, головки которых покрывают горючим веществом, воспламеняющимся при 60-100 °С. Первая подобная продукция началась создаваться в 30-ых годах XIX века. Это были фосфорные спички. Они способны загораться при относительно низкой температуре – 60 °С. В настоящее время пользуются шведскими спичками, которые были запущены в производство в 1855 года.

Зависимость энергии

Говоря о способах изменения внутренней энергии, важно будет упомянуть также о зависимости этого показателя от температуры. Дело в том, что количество этого энергетического ресурса обусловлено средней величиной кинетической энергии, сосредоточенной в молекуле тела, которая, в свою очередь, напрямую зависит от показателя температуры. Именно по этой причине изменение температуры всегда приводит к изменению ВЭ. Из этого также следует, что нагревание приводит к росту энергии, а охлаждение вызывает ее уменьшение.

Температура и теплообмен

Способы изменения внутренней энергии тела делятся на: теплопередачу и совершение механической работы. Однако важно будет знать, что количество теплоты и температура – это не одно и то же. Эти понятия нельзя путать. Температурные величины определяются градусами, а количество передаваемой или переданной теплоты определяется при помощи джоулей (Дж).

Контакт двух тел, одно из которых будет горячее, всегда приводит к утрате тепла одним (более горячим) и к приобретению его другим (более холодным).

Важно отметить, что оба способа изменения ВЭ тела всегда приводят к одинаковым результатам. Определить, каким именно способом было достигнуто ее изменение, по конечному состоянию тела, невозможно.

autogear.ru

Способы изменения внутренней энергии термодинамической системы. Первое начало термодинамики. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам.

Термодинамика — раздел физики, изучающий соотношения и превращения теплоты и других форм энергии. В отдельные дисциплины выделились химическая термодинамика, изучающая физико-химические превращения, связанные с выделением или поглощением тепла, а также теплотехника.

В термодинамике имеют дело не с отдельными молекулами, а с макроскопическими телами, состоящими из огромного числа частиц. Эти тела называются термодинамическими системами. В термодинамике тепловые явления описываются макроскопическими величинами — давление, температура, объём, …, которые не применимы к отдельным молекулам и атомам.

Два способа изменения внутренней энергии — теплопередача и совершение механической работы. Внутренняя энергия тела может изменяться только в результате его взаимодействия с другими телами. При механическом взаимодействии тел мерой энергии, переданной от одного тела к другому, является работа А.

При осуществлении теплопередачи от одного тела к другому мерой переданной энергии является количество теплоты Q.

Совершение механической работы называется макроскопическим способом передачи энергии, а теплопередача — микроскопическим.

Первый закон термодинамики. Рассмотрим три тела — 1,2 и 3. Пусть между телом 1 и телом 2 осуществляется теплопередача, а между телом 1 и телом 3 происходит механическое взаимодействие.

При теплопередаче количества теплоты Q внутренняя энергия тела 2 изменится на , а внутренняя энергия тела 3 в результате совершения работы изменится на . В результате теплопередачи и механического взаимодействия внутренняя энергия каждого из трех тел изменится, но в изолированной термодинамической системе, в которую входят все три тела, по закону сохранения и превращения энергии внутренняя энергия U остается неизменной. Следовательно, сумма изменений внутренней энергии тел 1, 2 и 3 равна нулю:

.

Отсюда изменение внутренней энергии тела 1 равно сумме изменений внутренней энергии взаимодействующих с ним тел 2 и 3, взятой с противоположным знаком:

Так как тело 1 является неизолированной термодинамической системой, можно сделать общий вывод: в неизолированной термодинамической системе изменение внутренней энергии равно сумме количества теплоты Q, переданного системе, и работы А внешних сил:

Это выражение закона сохранения и превращения энергии называется первым законом термодинамики.

Вместо работы А, совершаемой внешними силами над термодинамической системой, часто удобнее бывает рассматривать работу A’, совершаемую термодинамической системой над внешними телами. Так как эти работы равны по абсолютному значению, но противоположны по знаку:

A = — A’,

то первый закон термодинамики имеет второе выражение

Первое начало термодинамики, один из двух основных законов термодинамики, представляет собой закон сохранения энергии для систем, в которых существенное значение имеют тепловые процессы. П. н. т. было сформулировано в середине 19 в. в результате работ Ю. Р. Майера, Дж. Джоуля и Г. Гельмгольца. Согласно П. н. т., термодинамическая система может совершать работу только за счёт своей внутренней энергии или каких-либо внешних источников энергии. П. н. т. часто формулируют как невозможность существования вечного двигателя 1-го рода, который совершал бы работу, не черпая энергию из какого-либо источника.

При сообщении термодинамической системе некоторого количества теплоты Q в общем случае происходит изменение внутренней энергии системы DU и система совершает работу А:

Q = DU + A (1)

Уравнение (1), выражающее П. н. т., является определением изменения внутренней энергии системы (DU), так как Q и А — независимо измеряемые величины.

Внутреннюю энергию системы U можно, в частности, найти, измеряя работу системы в адиабатном процессе (то есть при Q = 0): А_ад = — DU, что определяет U с точностью до некоторой аддитивной постоянной U₀:

U = U + U₀ (2)
Изохорный процесс (V=const). Диаграмма этого процесса (изохора) в координатах р, V изображается прямой, параллельной оси ординат (рис. 1), где процесс 1—2 есть изохорное нагревание, а 1—3 — изохорное охлаждение. При изохорном процессе газ не совершает работы над внешними телами, т. е.

Изобарный процесс (p = const). Диаграмма этого процесса (изобара) в координатах р, V изображается прямой, которая параллельна оси V. При изобарном процессе работа газа при увеличения объема от V₁ до V₂ равна

Изотермический процесс (T=const). Изотермический процесс описывается законом Бойля—Мариотта:
Диаграмма этого процесса (изотерма) в координатах р, V представляет собой гиперболу, которая расположена на диаграмме тем выше, чем выше температура, при которой происходит процесс.
Термодинамический процесс — изменение макроскопического состояния термодинамической системы.

Адиабатный процесс — происходящий без теплообмена с окружающей средой;

Изохорный процесс — происходящий при постоянном объёме;

Изобарный процесс — происходящий при постоянном давлении;

Изотермический процесс — происходящий при постоянной температуре;

Изоэнтропийный процесс — происходящий при постоянной энтропии;

Изоэнтальпийный процесс — происходящий при постоянной энтальпии;

Политропный процесс — происходящий при постоянной теплоёмкости;

 

cyberpedia.su

Способы изменения внутренней энергии и их описание

В приведенной ниже статье речь пойдет о внутренней энергии и способах изменения ее. Здесь мы ознакомимся с общим определением ВЭ, с ее значением и двумя видами изменения состояния энергией, которой обладает физическое тело, объект. В частности будет рассмотрено явление теплопередачи и совершение работы.

Введение

Внутренняя энергия — это та часть ресурса системы термодинамического характера, которая не является зависимой от конкретной отсчетной системы. Она может изменять свое значение в пределах изучаемой проблемы.

Характеристики равного значения в системе отсчета, по отношению к которой центральная масса тела/объекта макроскопических размеров являет собой состояние покоя, обладают одинаковой полной и внутренней энергиями. Они всегда соответствуют друг другу. Набор частей, из которых состоит полная энергия, входящая во внутреннюю, является непостоянным и зависит от условий решаемой задачи. Другими словами, ВЭ не является специфическим видом энергетического ресурса. Она представляет собой общую совокупность ряда компонентов системы полной энергии, которые изменяются с учетом конкретных ситуаций. Способы изменения внутренней энергии базируются на двух основных принципах: теплопередаче и совершении работы.

ВЭ является специфическим понятием для систем термодинамического характера. Она позволяет вводить в пользование физики разнообразные величины, такие как температура и энтропия, размерность химического потенциала, масса веществ, образующих систему.

Выполнение работы

Существует два способа изменения внутренней энергии тел(а). Первый образуется благодаря процессу совершения непосредственной работы над объектом. Второй – это явление теплопередачи.

В случаи, если выполнение работы совершается самим телом, его показатель внутренней энергии будет уменьшаться. Когда процесс будет завершен кем-то или чем-то над телом, тогда его показатель ВЭ будет расти. При этом наблюдается трансформация механического энергетического ресурса во внутренний тип энергии, которым обладает объект. Также может протекать все и наоборот: механическая во внутреннюю.

Теплопередача увеличивает величину ВЭ. Однако если тело будет остывать, то и энергия будет снижаться. При постоянном поддержании трансляции тепла, показатель будет возрастать. Сжатие газов служит примером увеличения показателя ВЭ, а их расширение (газов) – следствие уменьшения величины внутренней энергии.

Явление теплопередачи

Изменение внутренней энергии способом теплопередачи представляет собой увеличение/снижение энергетического потенциала. Им обладает тело, без проведения определенной (в частности механической) работы. Передающееся количество энергии именуют теплотой (Q, Дж), а сам процесс подчиняется всеобщему ЗСЭ. Совершение изменений во ВЭ всегда отражается ростом или снижение температуры самого тела.

Оба способа изменения внутренней энергии (работа и теплопередача) могут совершаться по отношению к одному объекту в одновременном порядке, т. е. они могут совмещаться.

Изменить ВЭ можно, например, создавая трение. Здесь четко отслеживается совершение механической работы (трение) и явление теплообмена. Подобным образом старались добывать огонь наши предки. Они создавали трение между древесиной, температура воспламенения которой соответствует отметке в 250 °С.

Изменение внутренней энергии тела посредством совершения работы или теплопередачей может происходить в один и тот же отрезок времени, т. е. эти два вида средств могут работать совместно. Однако простого трения в конкретном случае будет мало. Для этого одну ветвь необходимо было заострять. В настоящее время человек может получить огонь при помощи трения спичек, головки которых покрывают горючим веществом, воспламеняющимся при 60-100 °С. Первая подобная продукция началась создаваться в 30-ых годах XIX века. Это были фосфорные спички. Они способны загораться при относительно низкой температуре – 60 °С. В настоящее время пользуются шведскими спичками, которые были запущены в производство в 1855 года.

Зависимость энергии

Говоря о способах изменения внутренней энергии, важно будет упомянуть также о зависимости этого показателя от температуры. Дело в том, что количество этого энергетического ресурса обусловлено средней величиной кинетической энергии, сосредоточенной в молекуле тела, которая, в свою очередь, напрямую зависит от показателя температуры. Именно по этой причине изменение температуры всегда приводит к изменению ВЭ. Из этого также следует, что нагревание приводит к росту энергии, а охлаждение вызывает ее уменьшение.

Температура и теплообмен

Способы изменения внутренней энергии тела делятся на: теплопередачу и совершение механической работы. Однако важно будет знать, что количество теплоты и температура – это не одно и то же. Эти понятия нельзя путать. Температурные величины определяются градусами, а количество передаваемой или переданной теплоты определяется при помощи джоулей (Дж).

Контакт двух тел, одно из которых будет горячее, всегда приводит к утрате тепла одним (более горячим) и к приобретению его другим (более холодным).

Важно отметить, что оба способа изменения ВЭ тела всегда приводят к одинаковым результатам. Определить, каким именно способом было достигнуто ее изменение, по конечному состоянию тела, невозможно.

fb.ru

Способы изменения внутренней энергии. Теплопередача

Внутреннюю энергию макроскопической системы можно изменить в процессе совершения работы или путём теплопередачи.

Если взять монету и потереть её о поверхность стола, то через неко­торое время можно ощутить, что монета нагрелась, следовательно, вы­росла её внутренняя энергия. На ощупь можно определить повышение температуры гвоздя, забиваемого молотком. В этом случае механиче­ская энергия молотка превращается во внутреннюю энергию гвоздя и молотка.

Можно наблюдать уменьшение внутренней энергии системы, когда она сама совершает работу. Если на дно толстостенной банки налить немного воды и закрыть банку пробкой (рис. 148), а затем накачать в неё воздух, то при некотором давлении пробка из банки вылетит. В банке при этом образуется туман, который хорошо виден. Пробка вылетит под действием избыточного давления воздуха в банке. При этом воздух совершил механическую работу за счёт своей внутрен­ней энергии. Об уменьшении внутренней энергии свидетельствуют понижение темпе­ратуры воздуха в банке и, как следствие это­го, образование тумана.

Внутреннюю энергию можно изменить, не совершая работу. Например, внутренняя энергия воздуха в комнате и всех предметов, находящихся в ней, будет увеличиваться, если при закрытых окнах и дверях включить батареи центрального отопления или зато­пить печь. Если опустить в горячую воду лож­ку, то температура ложки повысится, а воды понизится. В этом случае изменение внутрен­ней энергии макроскопических тел происхо­дит без совершения работы в процессе тепло­передачи (теплообмена). Материал с сайта http://doklad-referat.ru

Рис. 148. Опыт, демон­стрирующий уменьше­ние внутренней энергии системы

Теплопередачей называется способ изменения внутренней энер­гии тела, при котором происходит передача энергии от одной части тела к другой или от одного тела к другому без совершения работы.

При теплопередаче не происходит превращения энергии из одной формы в другую, как при совершении работы. Этот процесс характе­ризуется передачей внутренней энергии от более нагретого тела к ме­нее нагретому. Существует три вида теплопередачи: теплопроводность, конвекция и излучение.

На этой странице материал по темам:

• Изменения внутренней энергии при теплопередаче.

• Реферат способы изменения внутренней энергии

• Теплопередачей называется изменение

• Работа и теплопередача два способа изменения макроскопической системы

• Изменение внутренней энергии путем теплообмена формула

Вопросы по этому материалу:

• Какие существуют способы изменения внутренней энергии?

• Что такое теплопередача?

• Назовите три вида теплопередачи.

doklad-referat.ru

Способы изменения типа файлов в Windows 7,8,10

Расширения отображают тип архитектуры внутренних данных и их целевое назначение, присутствует практически во всех файлах. Именно используя заданную информацию, выполняется синхронизация с программой, которая способна воспринимать структуру данных. Тип файла находится сразу за его именем или в разделе «Тип», но по умолчанию он скрыт системой.

Так как без корректного расширения работать файл не будет, даже не смотря на правильно составленную информацию в нём, например код, то возникает вопрос — как изменить тип файла в Windows 7 и других версиях. В действительности процедура несложная и выполняется в несколько кликов, только важно определиться со способом преобразования.

Существует 4 основных варианта, которыми можно изменить тип файла:

• С помощью «Переименования»;
• Используя консоль;
• Специальные конверторы;
• Через целевую программу.

Действие является потенциально опасным для файла. Если неверно заменить тип, то элемент не будет открываться программами. Обычно рекомендуется преобразовывать форматы для работы видео, некоторые проигрыватели некорректно обрабатывают файлы. Также применяется при написании кода, так указывается вместо txt, bat или html или внесения правок в реестр.

В самой Windows предусмотрено несколько вариантов для проведения преобразования: первый удобен для единичных файлов, а второй лучше для групп.

Изменение расширения стандартными средствами

Чтобы применять свойство «Переименование» для замены расширения, прежде необходимо настроить правильное отображение имен. Эта процедура несколько отличается в Windows 7 от 8 и выше. Для «семёрки» следует:

• Клик по Пуск и «Панель управления»;
• Найдите плитку «Параметры папок»;

• Перейдите во вкладку «Вид»;
• В конце списка снимите галочку возле «Скрывать расширения…».

Последовательно переходим к вопросу, как изменить тип файла в Windows 10:

• Следуйте в директорию с целевыми файлами;
• Клик по вкладке «Вид»;
• Клик по «Показать и скрыть»;
• Установите выделение возле «Расширения имен файлов».

Теперь процедура становится идентичной для всех Windows. Просто ПКМ по файлу и «Переименовать». Возле имени находится через точку и расширение. Вы можете заменить его на любое, а после сохранить, подтвердив намерения в всплывающем окне.

Когда после замены типа, элемент не поддался обработке, то следует преобразовать его в изначальное положение. Иногда приходится самостоятельно назначать программу-обработчик.

Изменение расширений через консоль

Используя командную строку можно заменить любой тип файла на инородный. Основная изюминка этого варианта в том, что им можно быстро изменить расширения для множества элементов. Конечно, процедура доступна и для одиночного файла, но она менее удобна.

Перед тем, как изменить тип файла в Windows, необходимо перейти в папку с целевыми элементами, затем:

• Shift + ПКМ по свободному пространству;
• Выберите «Открыть окно команд»;

• Внесите код ren *.txt *.php, где .txt – это актуальное расширения файла, а .php – это необходимый тип.

В пределах директории все файлы изменят расширение и станут заданного типа. Для одиночной замены необходимо дополнительно указывать имя элемента.

Специализированные конвертеры

Основной достопримечательностью является то, что приложения не просто изменяют расширение, но перекодируют и данные внутри файлов. То есть, в случае с жесткой ручной заменой можно не получить ожидаемого результата, но если использовать конвертер, всё сработает корректно. Такие приложения больше специализируются на множественных трансформациях данных, но никто не запрещает и одиночное изменение.

На просторах интернета существуют самые различные программы, часто они специализируются в разных сферах. Существуют мультимедийные и текстовые конвертеры. Для видео лучше использовать Any Video Converter, а для текстов AVS Document Converter. Также существуют онлайн сервисы, они чуть менее функциональны, но не требуют установки.

Работают все по одному принципу: через проводник проводите к элементу, указываете требуемый тип и запускаете процедуру.

Единственным нюансом является наличие в данной сфере мошенников. Довольно часто вам бесплатно предоставляется программа для записи видео, аудио или снимков. После выполнения записи вы обнаруживаете, что файл в нестандартном формате и его не открывает плеер. Чтобы изменить расширение на общепринятое, вымогаются деньги. Совет только один, всегда предварительно проверяйте формат записи в тестовом режиме.

Программы-обработчики

Последний способ, как изменить тип файла – это использовать целевую программу. Так, чтобы изменить тип картинки, можно использовать Adobe Photoshop, который корректно запишет её с сохранением должного качества. Для работы в сфере программирования, можно зайти в Notepad ++ и нажать на «Сохранить как». В строке «Тип файла»  нужно выбрать необходимый. Здесь присутствуют все популярные языки программирования и их расширения.

Аналогично работают и другие приложения, важным аспектом является необходимость поддержки двух форматов и того, что в текущий момент и необходимого.

Таким же способом можно полностью убрать тип, актуально для файла hosts. Просто установите «All types» и напишите имя, расширение добавлено не будет.

Любой из способов актуален и способен выполнить конвертацию, не накладывая ограничения. Выбор варианта делается на основании удобства и количества файлов.

Если у Вас остались вопросы по теме «Как изменить тип файлов в Windows 7,8,10?», то можете задать их в комментариях

(1 оценок, среднее: 5,00 из 5)

Загрузка…

droidov.com