L'énergie interne de toutes les particules d'un corps est mesurée en. Thermodynamique. Énergie interne. Exemples de résolution de problèmes

Selon MKT, toutes les substances sont constituées de particules en mouvement thermique continu et interagissent les unes avec les autres. Par conséquent, même si le corps est immobile et n’a aucune énergie potentielle, il possède de l’énergie (énergie interne), qui est l’énergie totale de mouvement et d’interaction des microparticules qui composent le corps. L'énergie interne comprend :

1. énergie cinétique du mouvement de translation, de rotation et de vibration des molécules ;
2. énergie potentielle d'interaction des atomes et des molécules ;
3. énergie intraatomique et intranucléaire.

En thermodynamique, les processus sont considérés à des températures auxquelles le mouvement vibratoire des atomes dans les molécules n'est pas excité, c'est-à-dire à des températures ne dépassant pas 1 000 K. Dans ces processus, seules les deux premières composantes de l'énergie interne changent. C'est pourquoi

sous énergie interne en thermodynamique, nous comprenons la somme de l'énergie cinétique de toutes les molécules et atomes d'un corps et l'énergie potentielle de leur interaction.

L'énergie interne d'un corps détermine son état thermique et évolue lors du passage d'un état à un autre. Dans un état donné, le corps possède une énergie interne tout à fait définie, indépendante du processus par lequel il est passé dans cet état. C’est pourquoi l’énergie interne est souvent appelée fonction de l'état corporel.

\(~U = \dfrac (i)(2) \cdot \dfrac (m)(M) \cdot R \cdot T,\)

Où je- degré de liberté. Pour les gaz monoatomiques (par exemple les gaz rares) je= 3, pour les diatomiques - je = 5.

D'après ces formules, il est clair que l'énergie interne d'un gaz parfait dépend uniquement de la température et du nombre de molécules et ne dépend ni du volume ni de la pression. Par conséquent, la variation de l'énergie interne d'un gaz parfait est déterminée uniquement par la variation de sa température et ne dépend pas de la nature du processus dans lequel le gaz passe d'un état à un autre :

\(~\Delta U = U_2 - U_1 = \dfrac (i)(2) \cdot \dfrac(m)(M) \cdot R \cdot \Delta T ,\)

où Δ T = T 2 - T 1 .

• Les molécules de gaz réels interagissent les unes avec les autres et possèdent donc de l'énergie potentielle W p, qui dépend de la distance entre les molécules et donc du volume occupé par le gaz. Ainsi, l’énergie interne d’un gaz réel dépend de sa température, de son volume et de sa structure moléculaire.

*Dérivation de la formule

Énergie cinétique moyenne d'une molécule \(~\left\langle W_k \right\rangle = \dfrac (i)(2) \cdot k \cdot T\).

Le nombre de molécules dans le gaz est \(~N = \dfrac (m)(M) \cdot N_A\).

L’énergie interne d’un gaz parfait est donc

\(~U = N \cdot \left\langle W_k \right\rangle = \dfrac (m)(M) \cdot N_A \cdot \dfrac (i)(2) \cdot k \cdot T .\)

Étant donné que k⋅N UNE= R. est la constante universelle des gaz, nous avons

\(~U = \dfrac (i)(2) \cdot \dfrac (m)(M) \cdot R \cdot T\) - énergie interne d'un gaz parfait.

Changement d'énergie interne

Pour résoudre des problèmes pratiques, ce n'est pas l'énergie interne elle-même qui joue un rôle important, mais sa variation Δ U = U 2 - U 1 . Le changement d'énergie interne est calculé sur la base des lois de conservation de l'énergie.

L'énergie interne d'un corps peut changer de deux manières :

1. En s'engageant travail mécanique. a) Si une force externe provoque la déformation d'un corps, alors les distances entre les particules qui le composent changent, et donc l'énergie potentielle d'interaction des particules change. Lors de déformations inélastiques, la température corporelle change également, c'est-à-dire l'énergie cinétique du mouvement thermique des particules change. Mais lorsqu’un corps est déformé, un travail est effectué, ce qui est une mesure du changement dans l’énergie interne du corps. b) L'énergie interne d'un corps change également lors de sa collision inélastique avec un autre corps. Comme nous l'avons vu précédemment, lors d'une collision inélastique de corps, leur énergie cinétique diminue, elle se transforme en énergie interne (par exemple, si vous frappez plusieurs fois un fil posé sur une enclume avec un marteau, le fil va chauffer). La mesure de la variation de l'énergie cinétique d'un corps est, selon le théorème de l'énergie cinétique, le travail des forces agissantes. Ce travail peut également servir de mesure des changements dans l’énergie interne. c) Un changement dans l'énergie interne d'un corps se produit sous l'influence du frottement, car, comme le sait l'expérience, le frottement s'accompagne toujours d'un changement de température des corps en frottement. Le travail effectué par la force de frottement peut servir de mesure du changement d’énergie interne.
2. Avec de l'aide échange de chaleur. Par exemple, si un corps est placé dans la flamme d’un brûleur, sa température changera, donc son énergie interne changera également. Cependant, aucun travail n'a été effectué ici, car il n'y avait aucun mouvement visible ni du corps lui-même ni de ses parties.

Un changement dans l'énergie interne d'un système sans effectuer de travail est appelé échange de chaleur(transfert de chaleur).

Il existe trois types de transfert de chaleur : la conduction, la convection et le rayonnement.

UN) Conductivité thermique est le processus d'échange thermique entre des corps (ou des parties d'un corps) lors de leur contact direct, provoqué par le mouvement thermique chaotique des particules corporelles. Plus la température est élevée, plus l'amplitude des vibrations des molécules d'un corps solide est grande. La conductivité thermique des gaz est due à l'échange d'énergie entre les molécules de gaz lors de leurs collisions. Dans le cas des liquides, les deux mécanismes fonctionnent. La conductivité thermique d'une substance est maximale à l'état solide et minimale à l'état gazeux.

b) Convection représente le transfert de chaleur par des flux chauffés de liquide ou de gaz de certaines zones du volume qu'elles occupent vers d'autres.

c) Échange thermique à radiation réalisée à distance via des ondes électromagnétiques.

Examinons plus en détail les manières de changer l'énergie interne.

Travail mécanique

Lorsqu’on considère les processus thermodynamiques, le mouvement mécanique des macrocorps dans son ensemble n’est pas pris en compte. La notion de travail est ici associée à une modification du volume corporel, c'est-à-dire mouvement des parties d'un macrocorps les unes par rapport aux autres. Ce processus conduit à une modification de la distance entre les particules, et aussi souvent à une modification de la vitesse de leur mouvement, donc à une modification de l'énergie interne du corps.

Processus isobare

Considérons d'abord le processus isobare. Supposons qu'il y ait un gaz dans un cylindre à piston mobile à une température T 1 (Fig.1).

Nous chaufferons lentement le gaz jusqu'à une température T 2. Le gaz se dilatera de manière isobare et le piston se déplacera de la position 1 positionner 2 à une distance Δ je. La force de pression du gaz fera un travail sur les corps externes. Parce que p= const, alors la force de pression F = p⋅Ségalement constante. Par conséquent, le travail de cette force peut être calculé à l’aide de la formule

\(~A = F \cdot \Delta l = p \cdot S \cdot \Delta l = p \cdot \Delta V,\)

où Δ V- changement de volume de gaz.

• Si le volume du gaz ne change pas (processus isochore), alors le travail effectué par le gaz est nul.

• Le gaz effectue un travail uniquement en modifiant son volume.

Lors de l'expansion (Δ V> 0) du gaz, un travail positif est effectué ( UN> 0); pendant la compression (Δ V < 0) газа совершается отрицательная работа (UN < 0).

• Si l'on considère le travail des forces extérieures UN " (UN " = –UN), puis avec développement (Δ V> 0) gaz UN " < 0); при сжатии (ΔV < 0) UN " > 0.

Écrivons l'équation de Clapeyron-Mendeleev pour deux états gazeux :

\(~p \cdot V_1 = \nu \cdot R \cdot T_1, \; \; p \cdot V_2 = \nu \cdot R \cdot T_2,\)

\(~p \cdot (V_2 - V_1) = \nu \cdot R \cdot (T_2 - T_1) .\)

Par conséquent, quand processus isobare

\(~A = \nu \cdot R \cdot \Delta T .\)

Si ν = 1 mol, alors à Δ Τ = 1 K on obtient ça R. numériquement égal UN.

Il en résulte signification physique de la constante universelle des gaz: il est numériquement égal au travail effectué par 1 mole d'un gaz parfait lorsqu'il est chauffé de manière isobare de 1 K.

Pas un processus isobare

Sur la carte p (V) dans un processus isobare, le travail est égal à l'aire du rectangle ombré de la figure 2, a.

Si le processus pas isobare(Fig. 2, b), puis la courbe de fonction p = F(V) peut être représenté comme une ligne brisée composée d'un grand nombre d'isochores et d'isobares. Le travail sur les sections isochores est nul, et le travail total sur toutes les sections isobares sera égal à

\(~A = \lim_(\Delta V \to 0) \sum^n_(i=1) p_i \cdot \Delta V_i\), ou \(~A = \int p(V) \cdot dV,\ )

ceux. sera égal zone de la figure ombrée.

À processus isotherme (T= const) le travail est égal à l'aire de la figure ombrée représentée sur la figure 2, c.

Il n'est possible de déterminer le travail à l'aide de la dernière formule que si l'on sait comment la pression du gaz change lorsque son volume change, c'est-à-dire la forme de la fonction est connue p = F(V).

Ainsi, il est clair que même avec la même variation du volume de gaz, le travail dépendra de la méthode de transition (c'est-à-dire du processus : isotherme, isobare...) de l'état initial du gaz à l'état final. État. Par conséquent, nous pouvons conclure que

• Le travail en thermodynamique est fonction du processus et non de l’état.

Quantité de chaleur

Comme on le sait, au cours de divers processus mécaniques, un changement d'énergie mécanique se produit W. Une mesure de la variation de l'énergie mécanique est le travail des forces appliquées au système :

\(~\Delta W = A.\)

Lors de l'échange thermique, une modification de l'énergie interne du corps se produit. Une mesure du changement d’énergie interne pendant le transfert de chaleur est la quantité de chaleur.

Quantité de chaleur est une mesure de la variation de l'énergie interne pendant le transfert de chaleur.

Ainsi, le travail et la quantité de chaleur caractérisent le changement d'énergie, mais ne sont pas identiques à l'énergie interne. Ils ne caractérisent pas l'état du système lui-même (comme le fait l'énergie interne), mais déterminent le processus de transition énergétique d'un type à un autre (d'un corps à un autre) lorsque l'état change et dépendent de manière significative de la nature du processus.

La principale différence entre le travail et la chaleur est que

• le travail caractérise le processus de changement de l'énergie interne d'un système, accompagné de la transformation de l'énergie d'un type à un autre (de mécanique à interne) ;
• la quantité de chaleur caractérise le processus de transfert d'énergie interne d'un corps à un autre (du plus chauffé au moins chauffé), non accompagné de transformations énergétiques.

Chauffage (refroidissement)

L'expérience montre que la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer une masse corporelle m sur la température T 1 à la température T 2, calculé par la formule

\(~Q = c \cdot m \cdot (T_2 - T_1) = c \cdot m \cdot \Delta T,\)

Où c- capacité thermique spécifique de la substance (valeur tabulaire) ;

\(~c = \dfrac(Q)(m \cdot \Delta T).\)

L'unité SI de capacité thermique spécifique est le joule par kilogramme Kelvin (J/(kg K)).

Chaleur spécifique c est numériquement égal à la quantité de chaleur qui doit être transmise à un corps pesant 1 kg pour le chauffer de 1 K.

En plus de la capacité thermique spécifique, une quantité telle que la capacité thermique du corps est également prise en compte.

Capacité thermique corps C numériquement égal à la quantité de chaleur nécessaire pour modifier la température corporelle de 1 K :

\(~C = \dfrac(Q)(\Delta T) = c \cdot m.\)

L'unité SI de capacité thermique d'un corps est le joule par Kelvin (J/K).

Vaporisation (condensation)

Pour transformer un liquide en vapeur à température constante, il faut dépenser une quantité de chaleur

\(~Q = L \cdot m,\)

Où L- chaleur spécifique de vaporisation (valeur tabulaire). Lorsque la vapeur se condense, la même quantité de chaleur est libérée.

L'unité SI de chaleur spécifique de vaporisation est le joule par kilogramme (J/kg).

Fusion (cristallisation)

Pour faire fondre un corps cristallin pesant m au point de fusion, le corps a besoin de communiquer la quantité de chaleur

\(~Q = \lambda \cdot m,\)

Où λ - chaleur spécifique de fusion (valeur tabulaire). Lorsqu’un corps cristallise, la même quantité de chaleur est libérée.

L'unité SI de chaleur spécifique de fusion est le joule par kilogramme (J/kg).

Combustion de carburant

La quantité de chaleur dégagée lors de la combustion complète d'une masse de carburant m,

\(~Q = q \cdot m,\)

Où q- chaleur spécifique de combustion (valeur tabulaire).

L'unité SI de chaleur spécifique de combustion est le joule par kilogramme (J/kg).

Littérature

Aksenovich L. A. Physique au lycée : Théorie. Tâches. Tests : Manuel. allocation pour les établissements dispensant un enseignement général. environnement, éducation / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino ; Éd. KS Farino. - Mn. : Adukatsiya i vyhavanne, 2004. - P. 129-133, 152-161.

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La thermodynamique en tant que discipline est apparue au milieu du XIXe siècle. Cela s'est produit après la découverte de la loi sur la conservation de l'énergie. Il existe un certain lien entre la thermodynamique et la cinétique moléculaire. Quelle place l’énergie interne occupe-t-elle en théorie ? Regardons cela dans l'article.

Mécanique statistique et thermodynamique

La théorie scientifique initiale sur les processus thermiques n’était pas la cinétique moléculaire. Le premier était la thermodynamique. Il a été formé dans le cadre de l'étude des conditions optimales d'utilisation de la chaleur pour effectuer des travaux. Cela s’est produit au milieu du XIXe siècle, avant que la cinétique moléculaire ne soit acceptée. Aujourd’hui, la thermodynamique et la théorie de la cinétique moléculaire sont utilisées en technologie et en science. Cette dernière en physique théorique est appelée mécanique statistique. Parallèlement à la thermodynamique, elle étudie des phénomènes identiques selon diverses méthodes. Ces deux théories se complètent. La base de la thermodynamique est constituée de ses deux lois. Tous deux concernent le comportement de l’énergie et sont établis empiriquement. Ces lois sont valables pour toute substance, quelle que soit sa structure interne. La mécanique statistique est considérée comme une science plus profonde et plus précise. Comparée à la thermodynamique, c’est plus complexe. Il est utilisé dans le cas où les relations thermodynamiques sont insuffisantes pour expliquer les phénomènes étudiés.

Théorie de la cinétique moléculaire

Au milieu du XIXe siècle, il a été prouvé qu'à côté de l'énergie mécanique, il existe également de l'énergie interne des corps macroscopiques. Il entre dans le bilan des transformations naturelles énergétiques. Après la découverte de l’énergie interne, une position a été formulée sur sa conservation et sa transformation. Alors qu'un palet glissant sur la glace s'arrête sous l'influence du frottement, son énergie cinétique (mécanique) non seulement cesse d'exister, mais est également transférée aux molécules du palet et de la glace. Lors du déplacement, les surfaces inégales des corps soumis au frottement se déforment. Dans le même temps, l’intensité des molécules se déplaçant de manière aléatoire augmente. Lorsque les deux corps sont chauffés, l’énergie interne augmente. Il n'est pas difficile d'observer la transition inverse. Lorsque l'eau est chauffée dans un tube à essai fermé, l'énergie interne (à la fois elle et la vapeur qui en résulte) commence à augmenter. La pression augmentera, ce qui forcera le bouchon à sortir. L'énergie interne de la vapeur va provoquer une augmentation de l'énergie cinétique. Pendant le processus d’expansion, la vapeur fonctionne. Dans le même temps, son énergie interne diminue. En conséquence, la vapeur se refroidit.

Énergie interne. informations générales

Avec le mouvement aléatoire de toutes les molécules, la somme de leurs énergies cinétiques, ainsi que des énergies potentielles de leurs interactions, constitue l'énergie interne. Compte tenu de la position des molécules les unes par rapport aux autres et de leur mouvement, il est quasiment impossible de calculer cette quantité. Cela est dû au grand nombre d’éléments contenus dans les corps macroscopiques. À cet égard, il est nécessaire de pouvoir calculer la valeur en fonction de paramètres macroscopiques mesurables.

Gaz monoatomique

La substance est considérée comme assez simple dans ses propriétés, car elle est constituée d'atomes individuels et non de molécules. Les gaz monoatomiques comprennent l'argon, l'hélium et le néon. L'énergie potentielle dans ce cas est nulle. Cela est dû au fait que les molécules d’un gaz parfait n’interagissent pas entre elles. L'énergie cinétique du mouvement moléculaire aléatoire est déterminante pour l'intérieur (U). Afin de calculer U d’un gaz monoatomique de masse m, nous devons multiplier l’énergie cinétique (moyenne) de 1 atome par le nombre total de tous les atomes. Mais il faut tenir compte du fait que kNA=R. Sur la base des données dont nous disposons, nous obtenons la formule suivante : U= 2/3 x m/M x RT, où l'énergie interne est directement proportionnelle à la température absolue. Tous les changements de U sont déterminés uniquement par T (température) mesurée dans l'état initial et final du gaz et ne sont pas directement liés au volume. Cela est dû au fait que les interactions de son énergie potentielle sont égales à 0 et ne dépendent pas du tout d'autres paramètres du système d'objets macroscopiques. En présence de molécules plus complexes, un gaz parfait aura également une énergie interne directement proportionnelle à la température absolue. Mais il faut le dire, dans ce cas le coefficient de proportionnalité entre U et T va changer. Après tout, les molécules complexes effectuent non seulement des mouvements de translation, mais aussi des mouvements de rotation. L'énergie interne est égale à la somme de ces mouvements moléculaires.

De quoi dépends-tu ?

L'énergie interne est influencée par l'un des paramètres macroscopiques. C'est la température. Dans les gaz, liquides et solides réels, l'énergie potentielle (moyenne) lors de l'interaction des molécules n'est pas égale à zéro. Bien que, si l'on considère plus précisément, pour les gaz, elle est bien inférieure à la valeur cinétique (moyenne). En même temps, pour les solides et les liquides, c'est comparable. Mais la moyenne U dépend du V de la substance, car pendant la période de son changement, la distance moyenne entre les molécules change également. Il s'ensuit qu'en thermodynamique l'énergie interne dépend non seulement de la température T, mais aussi de V (volume). Leur valeur détermine de manière unique l'état des corps, et donc U.

Océan mondial

Il est difficile d'imaginer les réserves d'énergie incroyablement importantes que contient l'océan mondial. Considérons quelle est l'énergie interne de l'eau. Il convient de noter qu'il est également thermique, car il s'est formé à la suite d'une surchauffe de la partie liquide de la surface de l'océan. Ainsi, ayant une différence de, par exemple, 20 degrés par rapport à l'eau du fond, il acquiert une valeur d'environ 10^26 J. Lors de la mesure des courants dans l'océan, son énergie cinétique est estimée à environ 10^18 J.

Problèmes mondiaux

Il existe des problèmes mondiaux qui peuvent être portés au niveau mondial. Ceux-ci inclus:

Épuisement des réserves de combustibles fossiles (principalement pétrole et gaz) ;

Pollution environnementale importante associée à l’utilisation de ces minéraux ;

La « pollution » thermique, à laquelle s'ajoute une augmentation de la concentration de dioxyde de carbone atmosphérique, qui menace de dérèglement climatique mondial ;

L'utilisation des réserves d'uranium, conduisant à la génération de déchets radioactifs, qui ont un impact très négatif sur la vie de tous les êtres vivants ;

Utilisation de l'énergie thermonucléaire.

Conclusion

Toute cette incertitude quant aux conséquences attendues qui se produiront certainement si nous ne cessons pas de consommer l’énergie ainsi produite oblige les scientifiques et les ingénieurs à consacrer presque toute leur attention à la résolution de ce problème. Leur tâche principale est de trouver la source d'énergie optimale. Il est également important d'impliquer divers processus naturels. Parmi eux, le plus grand intérêt est : le soleil, ou plutôt la chaleur solaire, le vent et l'énergie dans l'océan mondial.

Dans de nombreux pays, les mers et les océans sont depuis longtemps considérés comme une source d’énergie, et leurs perspectives deviennent de plus en plus prometteuses. L’océan recèle de nombreux secrets ; son énergie interne est un puits infini de possibilités. Le simple nombre de façons dont elle nous offre l’extraction d’énergie (telles que les courants océaniques, l’énergie marémotrice, l’énergie thermique et autres) nous fait déjà réfléchir à sa grandeur.

Énergie interne corps (noté comme E ou U) est la somme des énergies des interactions moléculaires et des mouvements thermiques de la molécule. L'énergie interne est une fonction unique de l'état du système. Cela signifie que chaque fois qu'un système se trouve dans un état donné, son énergie interne prend la valeur inhérente à cet état, quel que soit l'historique antérieur du système. Par conséquent, la variation de l'énergie interne lors du passage d'un état à un autre sera toujours égale à la différence entre ses valeurs dans les états final et initial, quel que soit le chemin par lequel la transition a eu lieu.

L'énergie interne d'un corps ne peut pas être mesurée directement. Vous ne pouvez déterminer le changement d'énergie interne que :

Cette formule est une expression mathématique de la première loi de la thermodynamique

Pour les processus quasi-statiques, la relation suivante est valable :

Gaz parfaits

Selon la loi de Joule, dérivée empiriquement, l'énergie interne d'un gaz parfait ne dépend ni de la pression ni du volume. Sur la base de ce fait, nous pouvons obtenir une expression de la variation de l’énergie interne d’un gaz parfait. Par définition de la capacité thermique molaire à volume constant, . Puisque l’énergie interne d’un gaz parfait est fonction uniquement de la température, alors

La même formule est également vraie pour calculer les changements dans l'énergie interne de n'importe quel corps, mais uniquement dans des processus à volume constant (processus isochoriques) ; en général, cela dépend à la fois de la température et du volume.

Si l'on néglige l'évolution de la capacité thermique molaire avec un changement de température, on obtient :

où est la quantité de substance, est le changement de température.

Littérature

• Sivukhin D.V. Cours de physique générale. - 5ème édition, révisée. - M. : Fizmatlit, 2006. - T. II. Thermodynamique et physique moléculaire. - 544 p. -ISBN5-9221-0601-5

Remarques

Fondation Wikimédia. 2010.

Voyez ce qu'est « Énergie interne » dans d'autres dictionnaires :

énergie interne- Une fonction de l'état d'un système thermodynamique fermé, déterminée par le fait que son incrément dans tout processus se produisant dans ce système est égal à la somme de la chaleur transmise au système et du travail effectué sur celui-ci. Remarque Énergie interne... ... Guide du traducteur technique

Énergie physique système, en fonction de son contenu interne. condition. V. e. comprend l'énergie du mouvement chaotique (thermique) de toutes les microparticules du système (molécules, atomes, ions, etc.) et l'énergie de l'action de ces particules. Cinétique. énergie de mouvement du système dans son ensemble et... Encyclopédie physique

ÉNERGIE INTERNE- l'énergie d'un corps ou d'un système, en fonction de son état interne ; se compose de l'énergie cinétique des molécules du corps et de leurs unités structurelles (atomes, électrons, noyaux), de l'énergie d'interaction des atomes dans les molécules, de l'énergie d'interaction de l'électronique... ... Grande encyclopédie polytechnique

Un corps est constitué de l'énergie cinétique des molécules du corps et de leurs unités structurelles (atomes, électrons, noyaux), de l'énergie d'interaction des atomes dans les molécules, etc. L'énergie interne n'inclut pas l'énergie de mouvement du corps comme une énergie totale et potentielle... Grand dictionnaire encyclopédique

énergie interne- ▲ corps matériel énergétique, conformément à l'état, à la température interne interne en... Dictionnaire idéographique de la langue russe

énergie interne- est l'énergie totale du système moins le potentiel provoqué par l'influence des champs de force externes sur le système (dans le champ gravitationnel) et l'énergie cinétique du système en mouvement. Chimie générale : manuel / A. V. Zholnin... Termes chimiques

Encyclopédie moderne

Énergie interne- corps, comprend l'énergie cinétique des molécules, atomes, électrons, noyaux qui composent le corps, ainsi que l'énergie d'interaction de ces particules entre elles. Le changement d'énergie interne est numériquement égal au travail effectué sur le corps (par exemple, lorsque... ... Dictionnaire encyclopédique illustré

énergie interne- une grandeur thermodynamique qui caractérise le nombre de tous types de mouvements internes effectués dans le système. Il est impossible de mesurer l’énergie interne absolue d’un corps. En pratique, seule la variation de l'énergie interne est mesurée... ... Dictionnaire encyclopédique de la métallurgie

Un corps est constitué de l'énergie cinétique des molécules du corps et de leurs unités structurelles (atomes, électrons, noyaux), de l'énergie d'interaction des atomes dans les molécules, etc. L'énergie interne n'inclut pas l'énergie de mouvement du corps comme une énergie totale et potentielle... Dictionnaire encyclopédique

Livres

• Chemin du Qi. L'énergie de la vie dans votre corps. Exercices et méditations, Matthew Sweigard. L’équilibre et l’harmonie intérieure nous sont donnés dès la naissance, mais la vie moderne peut facilement nous déséquilibrer naturellement. Parfois, nous le violons délibérément, par exemple en mangeant trop...

Tous les corps macroscopiques qui nous entourent contiennent des particules : des atomes ou des molécules. Étant en mouvement constant, ils possèdent simultanément deux types d'énergie : cinétique et potentielle et forment l'énergie interne du corps :

U = ∑Ek +∑Ep

Ce concept inclut également l’énergie d’interaction des électrons, des protons et des neutrons les uns avec les autres.

Est-il possible de changer l'énergie interne

Il y a 3 façons de le changer :

• grâce au processus de transfert de chaleur ;
• en effectuant des travaux mécaniques;
• par des réactions chimiques.

Examinons de plus près toutes les options.

Si le travail est effectué par le corps lui-même, alors son énergie interne diminuera, et lorsque le travail sera effectué sur le corps, son énergie interne augmentera.

Les exemples les plus simples d’augmentation de l’énergie sont les cas d’allumage du feu par friction :

• utiliser de l'amadou ;
• utiliser du silex;
• en utilisant des allumettes.

Les processus thermiques associés aux changements de température s'accompagnent également de changements d'énergie interne. Si vous chauffez un corps, son énergie augmentera.

Le résultat des réactions chimiques est la transformation de substances qui diffèrent les unes des autres par leur structure et leur composition. Par exemple, lors de la combustion d’un carburant, après que l’hydrogène se soit combiné à l’oxygène, du monoxyde de carbone se forme. Lorsque l'acide chlorhydrique se combine avec le zinc, de l'hydrogène est libéré et, à la suite de la combustion de l'hydrogène, de la vapeur d'eau est libérée.

L'énergie interne du corps changera également en raison de la transition des électrons d'une couche électronique à une autre.

Énergie des corps - dépendance et caractéristiques

L'énergie interne est une caractéristique de l'état thermique du corps. Ça dépend de:

• état d'agrégation et changements au cours de l'ébullition et de l'évaporation, de la cristallisation ou de la condensation, de la fusion ou de la sublimation ;
• poids;
• la température corporelle, caractérisant l'énergie cinétique des particules ;
• sorte de substance.

Énergie interne d'un gaz parfait monoatomique

Idéalement, cette énergie est constituée des énergies cinétiques de chaque particule, qui se déplace de manière aléatoire et continue, et de l'énergie potentielle de leur interaction au sein d'un corps particulier. Cela se produit en raison d’un changement de température, confirmé par les expériences de Joule.

Pour calculer l'énergie interne d'un gaz monoatomique, utilisez l'équation :

Où, en fonction du changement de température, l'énergie interne changera (augmentera avec l'augmentation de la température et diminuera avec sa diminution). L'énergie interne est fonction de l'état.