Ішкі энергия

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 6 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТІРЛІГІ

СЕМЕЙ КАЛАСЫНЫҢ ШӘКАРІМ АТЫНДАҒЫ МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ

РЕФЕРАТ

ТАҚЫРЫБЫ:

« Ішкі энергия »

Орындаған: Баймурзаев Е. Б

ТОс-423

Тексерген: Шалаганова А. Н

Семей 2015

Жоспар

Кіріспе

1. Ішкі энергия.

2. Ішкі энергиядағы жылу мөлшері

4. Қорытынды

5. Қолданылған әдебиеттер

Кіріспе

Ішкі энергия - ішкі энергия ұғымын 1851 жылы У. Томсон енгізген. Дененің (жүйені) тек ішкі күйіне байланысты энергия. Жылу табиғатын эксперимент жүзінде ХVIIІ ғасырдың аяғында ағылшын ғалымы Бенжамен Томпсон (1753-1814) ашты. Энергияның сақталу заңына сәйкес ішкі энергия физикалық жүйе күйінің, яғни осы күйді анықтайтын тәуелсіз айнымалылардың (мысалы, температура, көлем не қысым), бір мәнді функциясы болады. Iшкi энергияның механикалық энергияға айналуының керi процесi болатыны сөзсiз. Молекулалық-кинетикалық теория көзқарасынан макроскопиялық дененiң iшкi энергиясы барлық молекулалардың ретсiз қозғалыстарының кинетикалық энергиялары мен олардың бiр-бiрiмен өзара әсерiнiң потенциалдық энергияларының қосындысына тең.

Ішкі энергия.

Ішкі энергия - Ішкі энергия ұғымын 1851 жылы У. Томсон енгізген. Дененің (жүйені) тек ішкі күйіне байланысты энергия. Дененің бір күйден екінші күйге ауысу барысындағы ішкі энергиясының өзгерісі (ΔU) мынаған тең: ΔU=ΔQ-A, мұндағы Q - жүйенің қоршаған ортамен алмасқан жылу мөлшері, А - істелген жұмыс. Жүйе бастапқы күйіне қайтып келетін (U2-U1) кез келген тұйық процесс үшін ішкі энергияның өзгерісі (ΔU) нөлге тең және Q=A (Дөнгелек процесс) . Адиабаттық процесте (қоршаған ортамен жылу алмасу болмаған, яғни Q=0 жағдайда) жүйенің ішкі энергияның өзгерісі жүйенің істеген жұмысына не жүйеге жасалған жұмысқа тең. Ішкі энергияға дененің барлық микробөлшектерінің (молекулалардың, атомдардың, иондардың, т. б. ) ретсіз (хаосты) қозғалыстарының энергиясы, микробөлшектердің өзара әсерлесу энергиясы, атомдар мен молекулалардың ішкі энергиясы, т. б. жатады. Бұл теңдеу жылу алмасу процесі басты рөл атқаратын жүйелердегі энергияның сақталу және айналу заңын (термодинамиканың бірінші бастамасын) өрнектейді. Энергияның сақталу заңына сәйкес ішкі энергия физикалық жүйе күйінің, яғни осы күйді анықтайтын тәуелсіз айнымалылардың (мысалы, температура, көлем не қысым), бір мәнді функциясы болады.

Газдардың кинетикалық теориясы бойынша идеал газдар ішкі энергиясының өзгеруі нәтижесінде, температураға байланысты молекулалардың кинетикалық энергиясы өзгереді. Сондықтан идеал газдың (немесе қасиеттері сол идеал газға жуық газдардың) Ішкі энергиясының өзгерісі тек оның температурасының өзгерісімен анықталады (Джоуль заңы) .

Бөлшектері өзара әсерлесетін физикалық жүйелерде (реал газдарда, сұйықтықтарда, қатты денелерде) молекулааралық және молекула ішіндегі өзара әсер энергиялары да Ішкі энергияға жатады. Мұндай жүйелерде Ішкі энергия температурамен қатар қысым мен көлемге де тәуелді болады. . Q және А шамаларының әрқайсысы жүйені Ішкі энергиясы U1-ге тең күйден U2-ге тең күйге ауыстыратын процестің сипатына тәуелді болады, ал ΔU=U2-U1.

Iшкi энергия туралы түсiнiк.

Макроденелерді механикалық энергиямен қатар, өздерiнiң iштерiне тұйықталған энергияға ие. Ол - iшкi энергия. Ол барлық энергетикалық түрленулердiң балансына кiредi. Механикалық жұмыс жасамай-ақ денелердi қыздырғанда, олардың iшкi энергиясы ұлғаяды.

Iшкi энергияның механикалық энергияға айналуының керi процесi болатыны сөзсiз. Молекулалық-кинетикалық теория көзқарасынан макроскопиялық дененiң iшкi энергиясы барлық молекулалардың ретсiз қозғалыстарының кинетикалық энергиялары мен олардың бiр-бiрiмен өзара әсерiнiң потенциалдық энергияларының қосындысына тең.

Термодинамикадағы жұмыс.

Термодинамикада қозғалыстағы ортаның аз бөлшектерiнiң бiр-бiрiне қатысты орын ауыстыруы ғана қарастырылады. Нәтижесiнде дене көлемi, оның iшкi энергиясы өзгередi. Дене жылдамдығы тұтасымен алғанда нөлге тең болып қалады. Жұмыс классикалық механикадағы сияқты анықталады, бiрақ ол дененiң кинетикалық энергисының өзгеруiне емес, оның iшкi энергиясының өзгеруiне тең болады. Мысалы, газдардың сығылуы кезiнде поршень өзiнiң механикалық энергиясының бiр бөлiгiн газдарға бергендiктен, молекулалардың кинетикалық энергиясы ұлғаяды, газ қызады.

Керiсiнше, егер газ ұлғайса, онда алыстаған поршенмен соқтығысқаннан кейiн молекулалардың жылдамдығы азайып, газ суиды.

Жұмысты есептеу . Қозғалмалы ортаның көлемi өзгергендегi iстелген жұмыс мынаған тең болады

А′ = p·(V ₂ -V ₁ ) = p·ΔV.

Термодинамиканың бірінші бастамасы (заңы) . Механикалық энергиясы өзгермей ішкі энергиясы ғана өзгеретін термодинамикалық жүйені қарастырайық. Жүйенің ішкі энергиясы түрлі процестер нәтижесінде өзгеруі мүмкін:

1) жұмыс жасау арқылы;

2) жылу беру (қыздыру) арқылы.

Мысалы, газы бар цилиндрдегі поршеньді ығыстыру арқылы біз газды сығамыз, нәтижесінде газдың температурасы көтеріледі, яғни ішкі энергиясы артады. Газға белгілі мөлшерде жылу беру арқылы да біз ішкі энергиясын өзгертуімізге болады. Демек, жылу мөлшері дегеніміз жүйенің сыртқы денелер арқылы жылу алмасу процесі кезінде энергиясының артуы (түрлі температурадағы денелердің жылу алмасуы немесе ішкі энергияларымен алмасуы) .

Механикалық қозғалыс энергиясы жылулық қозғалыстың энергиясына және керісінше ішкі энергия механикалық қозғалыс энергиясына айнала алады.

Бұл айналуларда энергияның бір түрден екінші түрге айналу және сақталу заңы орындалады. Термодинамиканың 1 заңы термодинамикалық процестерге қатысты энергияның сақталу заңы болып табылады. Термодинамиканың 1 заңы көптеген тәжірибелердің нәтижесі.

Ішкі энергиясы -ге тең жүйе (поршені бар цилиндрдің ішіндегі газ) Q жылу мөлшерін алды да ішкі энергиясы -ге тең жаңа күйге көшті делік, сонда жүйе сыртқы күштерге қарсы жұмыс жасады. Жүйеге берілетін жылу мөлшері және жүйе сыртқы күштерге қарсы жасайтын жұмыс оң шама болып есептелінеді. Тәжірибе көрсеткендей, энергияның сақталу заңы бойынша жүйе бір күйден екінші күйге қандай жолмен көшкеніне тәуелсіз ішкі энергияның өзгерісі тең, демек жүйенің алатын жылу мөлшері Q мен сыртқы күштерге қарсы жасалатын жұмыстың А айырымына тең болады: