Внутреннюю энергию тела – Внутренняя энергия — материалы для подготовки к ЕГЭ по Физике

Содержание

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ - это... Что такое ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ?


ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ

энергия системы, зависящая от её внутр. состояния. В. э. включает в себя энергию хаотич. (теплового) движения всех микрочастиц системы (молекул, атомов, ионов и т. п.), энергию взаимодействия этих частиц, энергию электронных оболочек атомов и ионов, внутриядерную энергию и т. д. В нек-рых простейших случаях В. э. U системы равна разности между полной энергией Е системы и суммой кинетич. энергии Екмеханич. движения всей системы или её макроскопич. частей и потенц. энергии Епвнеш системы во внеш. силовом поле: U = Е - к + Епвиеш). В термодинамике и её технич. приложениях представляет интерес не само значение В. э. системы, а её изменение при изменении состояния системы (см. Первое начало термодинамики). Поэтому под В. э. системы обычно понимают только те её составляющие, к-рые изменяются в рассматриваемых процессах изменения состояния системы. Напр., В. э.

идеального газа можно считать равной кинетич. энергии теплового движения молекул; она зависит только от термоди-намич. темп-ры газа. Приращение В. э. идеального газа при малом изменении dT его темп-ры dU=mcvdT, где т - масса газа. Со - его удельная теплоёмкость в изохорическом процессе.

Большой энциклопедический политехнический словарь. 2004.

  • ВНУТРЕННЕЕ ТРЕНИЕ
  • ВНУТРИКОНТУРНОЕ ЗАВОДНЕНИЕ

Смотреть что такое "ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ" в других словарях:

  • внутренняя энергия — Функция состояния закрытой термодинамической системы, определяемая тем, что ее приращение в любом процессе, происходящем в этой системе, равно сумме теплоты, сообщенной системе, и работы, совершенной над ней. Примечание Внутренняя энергия… …   Справочник технического переводчика

  • ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ — энергия физ. системы, зависящая от её внутр. состояния. В. э. включает энергию хаотического (теплового) движения всех микрочастиц системы (молекул, атомов, ионов и т. д.) и энергию вз ствия этих ч ц. Кинетич. энергия движения системы как целого и …   Физическая энциклопедия

  • ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ — энергия тела или системы, зависящая от их внутреннего состояния; складывается из кинетической энергии молекул тела и их структурных единиц (атомов, электронов, ядер), энергии взаимодействия атомов в молекулах, энергии взаимодействия электронных… …   Большая политехническая энциклопедия

  • ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ — тела складывается из кинетической энергии молекул тела и их структурных единиц (атомов, электронов, ядер), энергии взаимодействия атомов в молекулах и т. д. Во внутреннюю энергию не входит энергия движения тела как целого и потенциальная энергия …   Большой Энциклопедический словарь

  • внутренняя энергия — ▲ энергия ↑ материальное тело, в соответствии с, состояние, внутренний температура внутренняя эн …   Идеографический словарь русского языка

  • внутренняя энергия — – это полная энергия системы за вычетом потенциальной, обусловленной воздействием на систему внешних силовых полей (в поле тяготения), и кинетической энергии движущейся системы. Общая химия : учебник / А. В. Жолнин [1] …   Химические термины

  • ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ — тела, включает кинетическую энергию составляющих тело молекул, атомов, электронов, ядер, а также энергию взаимодействия этих частиц друг с другом. Изменение внутренней энергии численно равно работе, которую совершают над телом (например, при его… …   Современная энциклопедия

  • Внутренняя энергия — тела, включает кинетическую энергию составляющих тело молекул, атомов, электронов, ядер, а также энергию взаимодействия этих частиц друг с другом. Изменение внутренней энергии численно равно работе, которую совершают над телом (например, при его… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • Внутренняя энергия —     Термодинамические потенциалы …   Википедия

  • внутренняя энергия — [intrinsic energy] термодинамическая величина, характеризизующая количество всех видов внутренних движений, совершенных в системе. Измерить абсолютную внутреннюю энергия тела невозможно. На практике измеряют лишь изменение внутреннюю энергию… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • внутренняя энергия — тела, складывается из кинетической энергии молекул тела и их структурных единиц (атомов, электронов, ядер), энергии взаимодействия атомов в молекулах и т. д. Во внутреннюю энергию не входит энергия движения тела как целого и потенциальная энергия …   Энциклопедический словарь


dic.academic.ru

Внутренняя энергия тела

Что такое внутренняя энергия тела

Любое тело или предмет обладают энергией. Например, летящий самолет или падающий шар обладают механической энергией. В зависимости от взаимодействия с внешними телами различают два вида механической энергии: кинетическая и потенциальная. Кинетической энергией обладают все предметы, которые тем или иным способом движутся в пространстве. Это самолет, птица, летящий в ворота мяч, перемещающийся автомобиль и др. Вторым видом механической энергии является потенциальная. Этой энергией обладают, например, поднятый камень или мяч над поверхностью земли, сжатая пружина и т.п. При этом кинетическая энергия тела может переходить в потенциальную и наоборот.

Самолеты, вертолет и дирижабль обладают кинетической энергией

Сжатая пружина обладает потенциальной энергией

Рассмотрим пример. Тренер поднимает мяч и держит его в руках. При этом мяч обладает потенциальной энергией. Когда тренер бросает мяч на землю, то у него появляется кинетическая энергия, пока он летит. После того, как мяч отскакивает,  также происходит перетекание энергии до тех пор, пока мяч не будет лежать на поле. В этом случае и кинетическая и потенциальная энергии равны нулю. Но у мяча при этом повысилась внутренняя энергия молекул из-за взаимодействия с полем.

Но существует еще внутренняя энергия молекул тела, например, того же мяча. Пока мы его перемещаем или поднимаем, внутренняя энергия не изменяется. Внутренняя энергия не зависит от механического воздействия или движения, а зависит только от температуры, агрегатного состояния и других особенностей.

В каждом теле имеется множество молекул, они могут обладать как кинетической энергией движения, так и потенциальной энергией взаимодействия. При этом

внутренняя энергия является суммой энергий всех молекул тела.

Как изменить внутреннюю энергию тела

Внутренняя энергия зависит от скорости движения молекул в теле. Чем быстрее они движутся, тем выше энергия тела. Обычно это происходит при нагревании тела. Если же мы его охлаждаем, то происходит обратный процесс  - внутренняя энергия уменьшается.

Если мы нагреваем кастрюлю при помощи огня (плиты), то мы совершаем над этим предметом работу и, соответственно, изменяем его внутреннюю энергию.

Внутреннюю энергию можно изменить двумя основными способами. Совершая работу над телом, мы увеличиваем его внутреннюю энергию и наоборот, если тело совершает работу, то его внутренняя энергия уменьшается. Вторым способом изменения внутренней энергии является процесс теплопередачи. Обратите внимание, что во втором варианте над телом не совершается работы. Так, например, нагревается стул зимой, стоящий рядом возле горячей батареи. Теплопередача всегда происходит от тел с более высокой температурой к телам с меньшей температурой.

Таким образом, зимой нагревается воздух от батарей. Проведем небольшой эксперимент, который можно выполнить в домашних условиях. Наберите стакан горячей воды и поставьте его в чашу или контейнер с холодной. Через время температура воды в обоих сосудах станет одинаковой. Это и является процессом теплопередачи, то есть изменения внутренней энергии без совершения работы. Существует три способа теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение.

ya-znau.ru

Внутренняя энергия | 8 класс РФ

Конспект по физике для 8 класса «Внутренняя энергия». ВЫ УЗНАЕТЕ: Что такое внутренняя энергия тела. От каких факторов зависит внутренняя энергия.

Конспекты по физике    Учебник физики    Тесты по физике


Внутренняя энергия

Механическая энергия тела складывается из его потенциальной и кинетической энергий. Один из самых фундаментальных законов природы — закон сохранения энергии гласит, что энергия никогда не исчезает и не возникает «из ничего», она только переходит из одного вида в другой и от одного тела к другому.

ПРЕВРАЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ

Поднимем резиновый мячик над полом и отпустим его. Мячик начнёт падать на пол, и его потенциальная энергия будет переходить в кинетическую. После падения мячик отскочит вверх, а его кинетическая энергия будет превращаться в потенциальную. Высота, на которую подпрыгивает мячик, с каждым разом становится всё меньше, и мячик останавливается. Означает ли это, что нарушился основной закон механики и энергия бесследно исчезла?

В опыте с резиновым мячиком причина убывания механической энергии заключается в наличии сил трения, связанных с сопротивлением воздуха и деформациями в материале мяча и пола. Механическая энергия тратится на работу, совершаемую против сил трения, и в итоге переходит в энергию молекул. При движении в воздухе с небольшими скоростями тела практически не нагреваются. Однако при движении с большими скоростями нагревание уже заметно (движение пули, движение космического корабля при запуске и посадке и пр.).

Проведем ещё один опыт. Для этого возьмём свинцовую плиту. Поднимем над ней свинцовый шар и отпустим. Подняв шар, мы сообщаем ему запас потенциальной энергии. При падении шар опускается всё ниже и ниже, и его потенциальная энергия уменьшается. Но в то же время скорость шара увеличивается, следовательно, кинетическая энергия возрастает. После того как шар ударится о плиту, он остановится.

Кинетическая и потенциальная энергии шара относительно плиты в этот момент равны нулю. Куда исчезла механическая энергия шара?

Механическая энергия превратилась в другую форму энергии. После удара состояние шара и плиты изменилось — они деформировались. На плите образовалась небольшая вмятина, а шар немного сплющился. Если измерить их температуру сразу после удара, обнаружится, что и шар, и плита нагрелись. Следовательно, изменился характер движения частиц, составляющих эти тела. А значит, изменилась и их энергия.

Увеличение температуры связано с увеличением кинетической энергии молекул (атомов) тела. Вы знаете, что характер взаимодействия молекул друг с другом зависит от расстояний между ними: они либо притягиваются, либо отталкиваются. Это означает, что молекулы (атомы) обладают также и потенциальной энергией. Деформация тела приводит к изменению взаимного расположения его молекул и соответственно их потенциальной энергии. Рассматривая наш опыт, можно утверждать, что механическая энергия, которой обладал шар вначале, не исчезла бесследно. Произошла деформация тела, изменилась его температура, т. е. изменились потенциальная и кинетическая энергии частиц, составляющих данное тело.

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ

Энергию движения и взаимодействия частиц, из которых состоят тела, называют внутренней энергией тела. Внутреннюю энергию обозначают буквой U. Единицей внутренней энергии является джоуль (1 Дж).

ОТ ЧЕГО ЗАВИСИТ ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ

Чем больше скорость движения молекул (а следовательно, и их кинетическая энергия), тем выше температура тела. Значит, внутренняя энергия тела зависит от температуры тела.

При повышении температуры внутренняя энергия тела увеличивается, так как увеличивается средняя кинетическая энергия молекул.

При понижении температуры внутренняя энергия уменьшается.

Внутренняя энергия тела зависит от его агрегатного состояния. Действительно, в твёрдых телах, жидкостях и газах различаются как расстояния между молекулами, так и характер движения самих молекул. Следовательно, различны и потенциальная и кинетическая энергии молекул.

Внутренняя энергия тела складывается из потенциальной и кинетической энергий всех его молекул. Поэтому, чем больше молекул в теле, тем больше его внутренняя энергия. Так как масса тела складывается из масс составляющих его частиц, то внутренняя энергия зависит от массы тела при прочих равных условиях.

Причиной изменения внутренней энергии может служить также химическая реакция, т. е. реакция, в результате которой одно вещество превращается в другое, отличающееся по свойствам и составу. При такой реакции атомы и молекулы перегруппировываются, что, как правило, влечёт за собой изменение их потенциальной и кинетической энергий.

ОТ ЧЕГО НЕ ЗАВИСИТ ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ

Внутренняя энергия тела не зависит ни от механического движения тела как целого, ни от положения этого тела относительно других тел. Например, внутренняя энергия нагретого до кипения чайника с водой не зависит от того, стоит ли он на столе, или его несут из одной комнаты в другую.

ВСЕОБЩИЙ ХАРАКТЕР ЗАКОНА СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ

В процессе изучения тепловых явлений физикам стало понятно, что при переходе механической энергии во внутреннюю полная энергия сохраняется. С развитием физики человечество открывало всё новые и новые виды энергии.

Фундаментальность закона сохранения энергии заключается в том, что, несмотря на возможные переходы энергии из одной формы в другую, полная энергия остаётся величиной постоянной.

 


Вы смотрели Конспект по физике для 8 класса «Внутренняя энергия». Что такое внутренняя энергия тела. От каких факторов зависит внутренняя энергия.

Вернуться к Списку конспектов по физике (Оглавление).

Внутренняя энергия

4.5 (90%) 2 vote[s]

Просмотров: 359

xn--8-8sb3ae5aa.xn--p1ai

Внутренняя энергия. Работа и теплопередача как способы изменения внутренней энергии

1. Существуют два вида механической энергии: кинетическая и потенциальная. Кинетической энергией обладает любое движущееся тело; она прямо пропорциональна массе тела и квадрату его скорости. Потенциальной энергией обладают взаимодействующие между собой тела. Потенциальная энергия тела, взаимодействующего с Землёй, прямо пропорциональна его массе и расстоянию между
ним и поверхностью Земли.

Сумма кинетической и потенциальной энергии тела называется его полной механической энергией. Таким образом, полная механическая энергия зависит от скорости движения тела и от его положения относительно того тела, с которым оно взаимодействует.

Если тело обладает энергией, то оно может совершить работу. При совершении работы энергия тела изменяется. Значение работы равно изменению энергии.

2. Если в закрытую пробкой толстостенную банку, дно которой покрыто водой, накачивать воздух (рис. 67), то через какое-то время пробка из банки вылетит и в банке образуется туман.

Это объясняется тем, что в воздухе, находящемся в банке, присутствует водяной пар, образующийся при испарении воды. Появление тумана означает, что пар превратился в воду, т.е. сконденсировался, а это может происходить при понижении температуры. Следовательно, температура воздуха в банке понизилась.

Причина этого следующая. Пробка вылетела из банки, потому что находившийся там воздух действовал на неё с определённой силой. Воздух при вылете пробки совершил работу. Известно, что работу тело может совершить, если оно обладает энергией. Следовательно, воздух в банке обладает энергией.

При совершении воздухом работы понизилась его температура, изменилось его состояние. При этом механическая энергия воздуха не изменилась: не изменились ни его скорость, ни его положение относительно Земли. Следовательно, работа была совершена не за счёт механической, а за счёт другой энергии. Эта энергия — внутренняя энергия воздуха, находящегося в банке.

3. Внутренней энергией тела называют сумму кинетической энергии движения его молекул и потенциальной энергии их взаимодействия.

Кинетической энергией ​\( (E_к) \)​ молекулы обладают, так как они находятся в движении, а потенциальной энергией \( (E_п) \), поскольку они взаимодействуют.

Внутреннюю энергию обозначают буквой ​\( U \)​. Единицей внутренней энергии является 1 джоуль (1 Дж).

\[ U=E_к+E_п \]

4. Чем больше скорости движения молекул, тем выше температура тела, следовательно, внутренняя энергия зависит от температуры тела. Чтобы перевести вещество из твёрдого состояния в жидкое состояние, например, превратить лёд в воду, нужно подвести к нему энергию. Следовательно, вода будет обладать большей внутренней энергией, чем лёд той же массы, и, следовательно, внутренняя энергия зависит от агрегатного состояния тела.

Внутренняя энергия тела не зависит от его движения как целого и от его взаимодействия с другими телами. Так, внутренняя энергия мяча, лежащего на столе и на полу, одинакова, так же как и мяча, неподвижного и катящегося по полу (если, конечно, пренебречь сопротивлением его движению).

Об изменении внутренней энергии можно судить по значению совершённой работы. Кроме того, поскольку внутренняя энергия тела зависит от его температуры, то по изменению температуры тела можно судить об изменении его внутренней энергии.

5. Внутреннюю энергию можно изменить при совершении работы. Так, в описанном опыте внутренняя энергия воздуха и паров воды в банке уменьшалась при совершении ими работы по выталкиванию пробки. Температура воздуха и паров воды при этом понижалась, о чём свидетельствовало появление тумана.

Если по куску свинца несколько раз ударить молотком, то даже на ощупь можно определить, что кусок свинца нагреется. Следовательно, его внутренняя энергия, так же как и внутренняя энергия молотка, увеличилась. Это произошло потому, что была совершена работа над куском свинца.

Если тело само совершает работу, то его внутренняя энергия уменьшается, а если над ним совершают работу, то его внутренняя энергия увеличивается.

Если в стакан с холодной водой налить горячую воду, то температура горячей воды понизится, а холодной воды — повысится. В этом случае работа не совершается, однако внутренняя энергия горячей воды уменьшается, о чем и свидетельствует понижение её температуры.

Поскольку вначале температура горячей воды была выше температуры холодной воды, то и внутренняя энергия горячей воды больше. А это значит, что молекулы горячей воды обладают большей кинетической энергией, чем молекулы холодной воды. Эту энергию молекулы горячей воды передают молекулам холодной воды при столкновениях, и кинетическая энергия молекул холодной воды увеличивается. Кинетическая энергия молекул горячей воды при этом уменьшается.

В рассмотренном примере механическая работа не совершается, внутренняя энергия тел изменяется путём теплопередачи.

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

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ

Часть 1

1. Внутренняя энергия газа в запаянном сосуде постоянного объёма определяется

1) хаотическим движением молекул газа
2) движением всего сосуда с газом
3) взаимодействием сосуда с газом и Земли
4) действием на сосуд с газом внешних сил

2. Внутренняя энергия тела зависит от

A) массы тела
Б) положения тела относительно поверхности Земли
B) скорости движения тела (при отсутствии трения)

Правильный ответ

1) только А
2) только Б
3) только В
4) только Б и В

3. Внутренняя энергия тела не зависит от

A) температуры тела
Б) массы тела
B) положения тела относительно поверхности Земли

Правильный ответ

1) только А
2) только Б
3) только В
4) только А и Б

4. Как изменяется внутренняя энергия тела при его нагревании?

1) увеличивается
2) уменьшается
3) у газов увеличивается, у твёрдых и жидких тел не изменяется
4) у газов не изменяется, у твёрдых и жидких тел увеличивается

5. Внутренняя энергия монеты увеличивается, если её

1) нагреть в горячей воде
2) опустить в воду такой же температуры
3) заставить двигаться с некоторой скоростью
4) поднять над поверхностью Земли

6. Один стакан с водой стоит на столе в комнате, а другой стакан с водой такой же массы и такой же температуры находится на полке, висящей на высоте 80 см относительно стола. Внутренняя энергия стакана с водой на столе равна

1) внутренней энергии воды на полке
2) больше внутренней энергии воды на полке
3) меньше внутренней энергии воды на полке
4) равна нулю

7. После того как горячую деталь опустят в холодную воду, внутренняя энергия

1) и детали, и воды будет увеличиваться
2) и детали, и воды будет уменьшаться
3) детали будет уменьшаться, а воды увеличиваться
4) детали будет увеличиваться, а воды уменьшаться

8. Один стакан с водой стоит на столе в комнате, а другой стакан с водой такой же массы и такой же температуры находится в самолете, летящем со скоростью 800 км/ч. Внутренняя энергия воды в самолёте

1) равна внутренней энергии воды в комнате
2) больше внутренней энергии воды в комнате
3) меньше внутренней энергии воды в комнате
4) равна нулю

9. После того как в чашку, стоящую на столе, налили горячую воду, внутренняя энергия

1) чашки и воды увеличилась
2) чашки и воды уменьшилась
3) чашки уменьшилась, а воды увеличилась
4) чашки увеличилась, а воды уменьшилась

10. Температуру тела можно повысить, если

А. Совершить над ним работу.
Б. Сообщить ему некоторое количество теплоты.

Правильный ответ

1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б

11. Свинцовый шарик охлаждают в холодильнике. Как при этом меняются внутренняя энергия шарика, его масса и плотность вещества шарика? Для каждой физической величины определите соответствующий характер изменения. Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
A) внутренняя энергия
Б) масса
B) плотность

ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется

12. В бутыль, плотно закрытую пробкой, закачивают насосом воздух. В какой-то момент пробка вылетает из бутыли. Что при этом происходит с объёмом воздуха, его внутренней энергией и температурой? Для каждой физической величины определите характер её изменения. Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
A) объём
Б) внутренняя энергия
B) температура

ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется

Ответы

Внутренняя энергия. Работа и теплопередача как способы изменения внутренней энергии

Оценка

fizi4ka.ru

Внутренняя энергия тела | Физика. Закон, формула, лекция, шпаргалка, шпора, доклад, ГДЗ, решебник, конспект, кратко

Любое макроскопическое тело имеет энер­гию, обусловленную его микросостоянием. Эта энергия называется внутренней (обо­значается U). Она равняется энергии дви­жения и взаимодействия микрочастиц, из которых состоит тело. Так, внутренняя энер­гия идеального газа состоит из кинетической энергии всех его молекул, поскольку их вза­имодействием в данном случае можно пре­небречь. Поэтому его внутренняя энергия за­висит лишь от температуры газа (U ~ T).

Модель идеального газа пре­дусматривает, что молекулы на­ходятся на расстоянии несколь­ких диаметров друг от друга. Поэтому энергия их взаимо­действия намного меньше энер­гии движения и ее можно не учитывать.

У реальных газов, жидкостей и твердых тел взаимодействием микрочастиц (атомов, молекул, ионов и т. п.) пренебречь нельзя, поскольку оно существенно влияет на их свойства. Поэтому их внутренняя энергия состоит из кинетической энергии теплового движения микрочастиц и потенциальной энергии их взаимодействия. Их внутренняя энергия, кроме температуры T, будет за­висеть также от объема V, поскольку изме­нение объема влияет на расстояние между атомами и молекулами, а, следовательно, и на потенциальную энергию их взаимодей­ствия между собой.

Внутренняя энергия — это функция состояния тела, которая опреде­ляется его температурой T и объемом V.

Внутренняя энергия однознач­но определяется температурой T и объемом тела V, характе­ризующими его состояние: U = U(T, V)

Чтобы изменить внутреннюю энергию те­ла, нужно фактически изменить или кинетическую энергию теплового движения мик­рочастиц, или потенциальную энергию их взаимодействия (или и ту и другую вместе). Как известно, это можно сделать двумя способами — путем теплообмена или вслед­ствие выполнения работы. В первом случае это происходит за счет передачи опреде­ленного количества теплоты Q; во втором — вследствие выполнения работы A.

Таким образом, количество теплоты и выполненная работа являются мерой изме­нения внутренней энергии тела:

ΔU = Q + A.

Изменение внутренней энер­гии происходит за счет отдан­ного или полученного телом не­которого количества теплоты или вследствие выполнения ра­боты.

Если имеет место лишь теплообмен, то изменение внутренней энергии происходит путем получения или отдачи определенного количества теплоты: ΔU = Q. При нагрева­нии или охлаждении тела оно равно:

ΔU = Q = cm(T2 — Т1) = cmΔT.

При плавлении или кристаллизации твер­дых тел внутренняя энергия изменяется за счет изменения потенциальной энергии вза­имодействия микрочастиц, ведь происходят структурные изменения строения вещества. В данном случае изменение внутренней энер­гии равняется теплоте плавления (кристал­лизации) тела: ΔU — Qпл = λm, где λ — удель­ная теплота плавления (кристаллизации) твер­дого тела.

Испарение жидкостей или конденсация пара также вызывает изменение внутренней энергии, которая равна теплоте парообра­зования: ΔU = Qп = rm, где r — удельная теп­лота парообразования (конденсации) жидко­сти.

Изменение внутренней энергии тела вслед­ствие выполнения механической работы (без теплообмена) численно равно значению этой работы: ΔU = A.

Если изменение внутренней энергии происходит вследст­вие теплообмена, то ΔU = Q = cm(T2T1), или ΔU = Qпл = λm, или ΔU = Qп = rm.

Следовательно, с точки зрения моле­кулярной физики: Материал с сайта http://worldofschool.ru

Внутренняя энергия тела является суммой кинетической энергии теп­лового движения атомов, молекул или других частиц, из которых оно состоит, и потен­циальной энергии взаимодействия между ни­ми; с термодинамической точки зрения она является функцией состояния тела (системы тел), которая однозначно определяется его макропараметрами — температурой T и объе­мом V.

Таким образом, внутренняя энергия — это энергия системы, которая зависит от ее внутреннего состояния. Она состоит из энергии теплового движения всех микро­частиц системы (молекул, атомов, ионов, электронов и т. п.) и энергии их взаи­модействия. Полное значение внутренней энергии определить практически невоз­можно, поэтому вычисляют изменение внут­ренней энергии ΔU, которое происходит вследствие теплопередачи и выполнения ра­боты.

Внутренняя энергия тела равна сумме кинетической энергии теплового движения и потен­циальной энергии взаимодей­ствия составляющих его мик­рочастиц.

На этой странице материал по темам:
  • Молекулярно-кинетическое толкование внутренней энергии системы

  • Физика внутренняя энергия тела задачи

  • Способ изменения внутренней энергии тела краткий конспект

  • Какие макропараметры определяют внутреню энергию тела ?

  • Каким образом можно изменить внутреннюю энергию тела ответ

Вопросы по этому материалу:
  • От каких макропараметров системы зависит внутренняя энер­гия идеального газа?

  • Какие макропараметры вообще определяют внутреннюю энер­гию тела?

  • Чему равно изменение внутренней энергии, если происходит лишь теплообмен?

  • Каким образом выполненная механическая работа влияет на внутреннюю энергию тела?

  • Какое толкование дают внутренней энергии молекулярно-ки­нетическая теория и термодинамика?

worldofschool.ru

Внутренняя энергия — Мегаэнциклопедия Кирилла и Мефодия — статья

Вну́тренняя эне́ргия тела — энергия, зависящая от его внутреннего состояния. Включает кинетическую энергию теплового движения микрочастиц (ядер, атомов, молекул, ионов и т.д.) и энергию их взаимодействия. К внутренней энергии не относят кинетическую энергию данного тела как целого и его потенциальную энергию во внешнем поле сил (гравитационном, магнитном и др.). Термин был введен английским физиком У. Томсоном в 1851 году. Обозначается как U или E и измеряется не напрямую, а как изменение величины: DU = Q– A, где Q — теплота в джоулях, а A — работа в джоулях.

Любое макроскопическое тело или система тел обладают внутренней энергией. Внутренняя энергия — это суммарная кинетическая энергия теплового движения частиц вещества и потенциальная энергия их взаимодействия друг с другом. Внутренняя энергия зависит от массы тел, от температуры тел, а также от того, в каком агрегатном состоянии они находятся. Внутренняя энергия тела изменится, если его деформировать или размельчить. Однако она не зависит от того, обладает тело механической энергией или нет. Понятие внутренней энергии играет важнейшую роль при исследовании тепловых явлений.

При изменении внутренней энергии термодинамическая система переходит из одного состояния в другое. Существуют два способа изменения внутренней энергии системы:
  1. теплообмен, когда тело получает или отдает некоторое количество теплоты в процессе теплопередачи;
  2. совершение механической работы. Так, внутренняя энергия металлической монеты может быть увеличена при нагревании ее на огне, либо за счет трения о деревянную поверхность.
Если работа совершается над телом, то его внутренняя энергия увеличивается, если же тело само совершает работу, это ведет к уменьшению его внутренней энергии. Когда газ, закачанный под давлением в баллон, совершает работу, например, выбивает пробку, то он охлаждается, поскольку при совершении работы уменьшается его внутренняя энергия.Внутренняя энергия связана с характером движения и взаимодействия всех частиц системы и включает: энергию внутренних движений всех частиц системы (молекул, атомов, электронов и других) и потенциальную энергию силовых полей, с помощью которых осуществляется взаимодействие между этими частицами. В термодинамике представляет интерес не сама внутренняя энергия, а ее изменение, которое связано лишь с изменением кинетической и потенциальной энергии молекул.

Средняя кинетическая энергия молекулы определяется через температуру:

\(\langle E_k \rangle = \frac {m_0 v^2} 2 = \frac 3 2 k T\)

где m0 — масса молекулы, \(v\)— средняя квадратичная скорость молекулы, k — постоянная Больцмана.

\(v = \sqrt {\frac {3kT} {m_0}}\)

Изменение температуры тела означает изменение его внутренней энергии (вследствие изменения кинетической энергии молекул и атомов).

В идеальных газах внутренняя энергия определяется как сумма кинетических энергий молекул.

\(U = \frac {3m} {2M} RT\)

Изменение внутренней энергии тела происходит вследствие совершения работы или обмена теплотой.

  1. Виртуальная школа Кирилла И Мефодия. Физика. 10 класс. 2006-2010 гг.

megabook.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *