Belső energia, hő és munka - studopediya
Az összes energia a rendszer három fajta energia: kinetikus mozgási energia a rendszer egészének célja a potenciális energia a rendszer miatt a helyzet a külső területen, és a belső energia. Általában, a kémiai reakciók zajlanak helyhez kötött berendezések hiányában az elektromos és mágneses mezők, és a hatás a Föld gravitációs mező a kémiai reakció olyan kicsi, hogy nem lehet megállapítani kísérletileg. Ebben az esetben a változás a kinetikus és potenciális energia lehet figyelmen kívül hagyni, és úgy vélte, hogy a változás az összes energia a rendszer határozza meg, csak a változás belső energia.
A belső energia U az összege négy kifejezések, amelyek mindegyike jellemző egy bizonyos fajta forgalom a rendszer: a kinetikus energia a mozgás (transzlációs, rotációs, vibrációs) strukturált részecskék (Ec), a potenciális energia a intermolekuláris kölcsönhatás (E), a kémiai energiáját intramolekuláris kémiai kötés (Ex ), kölcsönhatása atomenergia a nukleonok a magok (Ea):
Mivel a kémiai reakciók nukleáris kiigazítás nem fordul elő, Ea rendszer állandó, de változik a mozgási, a potenciális és a kémiai energia. Ezért, az átmenet során a kezdeti állapot (1), a kiindulási anyagokkal (reaktánsokkal), hogy a végső (2), hogy a reakciótermékek módosítsa a belső energia egyenlő:
Az abszolút értékek U1 és U2 nem ismertek, így csak megítélni a teljes változás belső energia a rendszer # 8710; U, a csere a belső energia a rendszer a külső környezet és azon formái energiaátadás a hő és a munka.
A hő - az eredmény a változások a belső erőátvitel jellemző kaotikus transzlációs, vibrációs, és forgási mozgása a szerkezeti rendszer részecskék olyan környezetben részecskék (vagy fordítva) hővezetéssel, a sugárzás vagy konvekció. Ez az energia transzfer nevezik hőátadás. Mennyiségileg a változás a belső energia a hőátadási folyamat becslése a átadott hőmennyiség q.
Hőátadás csak akkor lehetséges, ha a hőmérséklet különbség a rendszer és a külső környezet. Az exoterm reakciók előforduló a kiadás hő, amikor a hőmérséklet a rendszer több
mint a külső környezet, a rendszer energiát veszít, és q <0. Для эндотермических реакций, идущих с поглощением теплоты извне, от внешней среды, значение теплоты положительное и q> 0. Ha a külső közeg egy vákuum, a hőátadás nem fordul elő, és q = 0, a belső rendszer energiája változatlan marad, azaz. E. # 8710; U = 0. Abban az esetben, egyenlőség a rendszer és a környezeti hőmérséklet # 8710; T = 0, és q értéke 0. Azonban ez nem jelenti azt, a hő nélküli, meg fog történni, de úgy, hogy az összeg a felvett hő időegységenként számával megegyező kiosztott. Ebben az esetben beszélhetünk termikus egyensúly állapotába a rendszer és a külső környezet.
A koncepció a „meleg” szorosan kapcsolódik egy másik koncepció „hőmérséklet”. A hőmérséklet is egy termodinamikai paraméter jellemző energia állapotban a részecske anyag vagy rendszer. Ellentétben kötet kiterjedt rendszer tulajdonságai, a hőmérséklet utal intenzív tulajdonságokkal, ebből nem következik, a törvény additivitás. Lehetetlen, egy pohár mosogató több csöveket vízzel ugyanezen a hőmérsékleten, hogy megkapjuk a víz a magasabb hőmérséklet. A szám, amelyet az jellemez, a hőmérséklet, kell tekinteni, mint egész: 100 0 C nem az összeg száz egyedi Celsius fok.
Job - a változások eredményeképpen a belső energia jellemző rendezett átadását transzlációs mozgás a szervezett áramlását a rendszer környezeti részecskék részecske (vagy fordítva), hogy hozzon létre abban ugyanolyan szervezett, folyamatosan mozog a részecske áramlás. Száma tökéletes a folyamat a munka A meghatározza a változás belső energia. A kémiai reakciók tipikusan megváltozik a térfogata a gáz-halmazállapotú reagensek és reakciótermékek és munkát végzett kitágulás vagy összehúzódás a rendszer.
Munka expanziós vagy kompressziós állandó külső környezeti nyomás (p = const) van
ahol Am - mechanikai munka; V1 és V2 - a térfogatváltozás a rendszerben bezárása után, illetve, hogy az elején a kémiai reakció.
Ha V2> V1. rendszer kitágul a munka pozitív lesz (Am> 0), és a nagyobb, a nagyobb az állandó külső nyomás p. Ha a rendszer kiterjesztett vákuumban, a munka nincs jelen, p = 0, és am = p # 8710; V = 0.
Ha V2 Általában, ha a rendszer egyszerre vesz részt két folyamat - hőátadás és a munka - kiszámítani a változás belső energia # 8710; U, meg kell mérni az értékeket mindkét változó: q és A. Mintegy hő és a munka csak beszélni az átadás időpontjában a mozgás a rendszerből, illetve a rendszer, de nem áll kapcsolatban a beteg állapotát. Heat, a munka nem a rendszer tulajdonságait, és azok értéke függ az átmenet a rendszer a kezdeti és a végső állapot. A rendszeren belül, nincs „meleg” vagy „munka”. Három típusú rendszerek jellege az információcsere a környezettel mozgás: izolált, zárt (vagy zárt) és nyitott. Az izolált rendszert nevezzük rendszer, tömeg és az energia változatlan. Ez azt jelenti, hogy az átruházás az anyag és mozgás a héjon keresztül .so rendszer kizárt. Szinte teljesen elszigetelt rendszerek nem létezik. Az első közelítésben zhenii ilyen rendszerek tartalmazhatnak egy lezárt fiolában ho roshey szigetelés. Úgynevezett zárt rendszer, amely állandó tömeg és az energia lehet változtatni. Egy ilyen rendszer nem akadályozza a folyamatok a hő és a munka, de nem a héj szállítják anyagokat. Egyfajta zárt rendszer, az adiabatikus rendszer, amely egy rugalmas héj hő nem fordul elő, de a változás a belső energia a rendszer miatt nem lehetséges a munka elvégzésére. A nyílt rendszerek, amely képes megváltoztatni mind a tömeg és az energia.Kapcsolódó cikkek