1.
Der er to typer mekanisk energi: kinetisk og potentiel. Enhver bevægende krop har kinetisk energi; den er direkte proportional med kroppens masse og kvadratet af dens hastighed. Organer, der interagerer med hinanden, har potentiel energi. Den potentielle energi af et legeme, der interagerer med Jorden, er direkte proportional med dets masse og afstanden imellem
ham og Jordens overflade.
Summen af et legemes kinetiske og potentielle energi kaldes dets samlede mekaniske energi. Den samlede mekaniske energi afhænger således af kroppens bevægelseshastighed og af dens position i forhold til kroppen, som den interagerer med.
Hvis en krop har energi, så kan den arbejde. Når arbejdet er udført, ændres kroppens energi. Værdien af arbejde er lig med ændringen i energi.
2. Hvis der pumpes luft ind i en tykvægget krukke lukket med en prop, hvis bund er dækket af vand (fig. 67), så vil proppen efter nogen tid flyve ud af krukken og der dannes tåge i krukken.
Dette forklares med, at der er vanddamp i luften i krukken, som dannes, når vandet fordamper. Forekomsten af tåge betyder, at dampen er blevet til vand, dvs. kondenseret, og det kan ske, når temperaturen falder. Som følge heraf faldt lufttemperaturen i krukken.
Grunden til dette er følgende. Proppen fløj ud af krukken, fordi luften der virkede på den med en vis kraft. Luften virkede, da stikket kom ud. Det er kendt, at en krop kan udføre arbejde, hvis den har energi. Derfor har luften i krukken energi.
Efterhånden som luften udførte arbejde, faldt dens temperatur og dens tilstand ændrede sig. Samtidig ændrede luftens mekaniske energi sig ikke: hverken dens hastighed eller dens position i forhold til Jorden ændrede sig. Arbejdet blev derfor ikke udført på grund af mekanisk, men på grund af anden energi. Denne energi er indre energi luft i krukken.
3. Et legemes indre energi er summen af dens molekylers kinetiske bevægelsesenergi og den potentielle energi af deres interaktion.
Molekyler har kinetisk energi \((E_к) \) , da de er i bevægelse, og potentiel energi \((E_п) \) , da de interagerer.
Intern energi er angivet med bogstavet \(U\) . Enheden for intern energi er 1 joule (1 J).
\[ U=E_к+E_п \]
4. Jo større bevægelseshastigheden af molekyler er, jo højere er kropstemperaturen, derfor indre energi afhænger af kropstemperaturen. For at omdanne et stof fra en fast til en flydende tilstand, for eksempel for at omdanne is til vand, skal du levere energi til det. Følgelig vil vand have mere indre energi end is med samme masse, og derfor indre energi afhænger af kroppens aggregeringstilstand.
En krops indre energi afhænger ikke af dens bevægelse som helhed og af dens interaktion med andre legemer. Således er den indre energi af en bold, der ligger på bordet og på gulvet, den samme, såvel som en bold, der er stationær og rullende på gulvet (hvis vi selvfølgelig forsømmer modstanden mod dens bevægelse).
Ændringen i indre energi kan bedømmes ud fra værdien af det udførte arbejde. Derudover, da den indre energi i en krop afhænger af dens temperatur, kan en ændring i kroppens temperatur bruges til at bedømme ændringen i dens indre energi.
5. Intern energi kan ændres ved at udføre arbejde. I det beskrevne eksperiment faldt den indre energi af luft og vanddamp i krukken, da de udførte arbejdet med at skubbe proppen ud. Samtidig faldt temperaturen af luften og vanddampen, hvilket fremgår af forekomsten af tåge.
Hvis du slår et stykke bly flere gange med en hammer, kan du endda mærke ved berøring, at blystykket bliver varmet op. Følgelig steg hans indre energi såvel som hammerens indre energi. Dette skete, fordi der blev arbejdet på et stykke bly.
Hvis kroppen selv virker, så falder dens indre energi, og hvis der arbejdes på den, så stiger dens indre energi.
Hvis du hælder varmt vand i et glas koldt vand, vil temperaturen på det varme vand falde, og temperaturen på det kolde vand vil stige. I dette tilfælde udføres der intet arbejde, men den indre energi af varmt vand falder, hvilket fremgår af et fald i dets temperatur.
Da det varme vands temperatur først var højere end det kolde vands temperatur, er den indre energi i det varme vand større. Det betyder, at varmtvandsmolekyler har mere kinetisk energi end koldtvandsmolekyler. Varmtvandsmolekyler overfører denne energi til koldtvandsmolekyler under kollisioner, og koldtvandsmolekylernes kinetiske energi øges. Den kinetiske energi af varmtvandsmolekyler falder.
I det betragtede eksempel udføres mekanisk arbejde ikke; kroppens indre energi ændres med varmeoverførsel.
Varmeoverførsel er metoden til at ændre den indre energi i en krop ved at overføre energi fra en del af kroppen til en anden eller fra en krop til en anden uden at arbejde.
Del 1
1. Den indre energi af en gas i en forseglet beholder med konstant volumen bestemmes af
1) kaotisk bevægelse af gasmolekyler
2) bevægelse af hele fartøjet med gas
3) fartøjets interaktion med gas og Jorden
4) virkningen af eksterne kræfter på et fartøj med gas
2. Den indre energi i en krop afhænger af
A) kropsvægt
B) kropsposition i forhold til jordens overflade
B) kroppens bevægelseshastighed (i fravær af friktion)
Rigtigt svar
1) kun A
2) kun B
3) kun B
4) kun B og C
3. En krops indre energi afhænger ikke af
A) kropstemperatur
B) kropsvægt
B) kropsposition i forhold til jordens overflade
Rigtigt svar
1) kun A
2) kun B
3) kun B
4) kun A og B
4. Hvordan ændres den indre energi i en krop, når den opvarmes?
1) stiger
2) falder
3) for gasser stiger den, for faste stoffer og væsker ændrer den sig ikke
4) ændres ikke for gasser, stiger for faste stoffer og væsker
5. Den indre energi af en mønt stiger, hvis den
1) opvarm i varmt vand
2) nedsænk i vand af samme temperatur
3) få den til at bevæge sig med en vis hastighed
4) hæve over jordens overflade
6. Et glas vand står på et bord i rummet, og et andet glas vand af samme masse og samme temperatur står på en hylde, der hænger i en højde af 80 cm i forhold til bordet. Den indre energi af et glas vand på bordet er
1) indre energi af vand på hylden
2) mere intern energi af vand på hylden
3) mindre indre energi af vand på hylden
4) lig med nul
7. Efter den varme del er nedsænket i koldt vand, den indre energi
1) både dele og vand vil stige
2) både dele og vand vil falde
3) delene vil falde, og vandet vil stige
4) dele vil stige, og vand vil falde
8. Et glas vand står på bordet i rummet, og et andet glas vand af samme masse og samme temperatur er i et fly, der flyver med en hastighed på 800 km/t. Intern energi af vand i et fly
1) lig med den indre energi af vand i rummet
2) mere intern energi af vand i rummet
3) mindre intern energi af vand i rummet
4) lig med nul
9. Efter varmt vand er hældt i en kop stående på bordet, den indre energi
1) kopper og vand øget
2) kopper og vand faldt
3) kopperne faldt og vandet steg
4) kopper steg og vand faldt
10. Kropstemperaturen kan øges, hvis
A. Arbejd på det.
B. Giv ham lidt varme.
Rigtigt svar
1) kun A
2) kun B
3) både A og B
4) hverken A eller B
11. Blykuglen afkøles i køleskabet. Hvordan ændres boldens indre energi, dens masse og tætheden af kuglens substans? Bestem for hver fysisk størrelse den tilsvarende karakter af forandring. Skriv de valgte tal ned for hver fysisk mængde i tabellen. Tallene i svaret kan gentages.
FYSISK MÆNGDE
A) indre energi
B) masse
B) tæthed
FORANDRINGENS ART
1) stiger
2) falder
3) ændres ikke
12. Luft pumpes ind i flasken, tæt lukket med en prop. På et tidspunkt flyver proppen ud af flasken. Hvad sker der med luftmængden, dens indre energi og temperatur? Bestem arten af dens ændring for hver fysisk størrelse. Skriv de valgte tal ned for hver fysisk mængde i tabellen. Tallene i svaret kan gentages.
FYSISK MÆNGDE
A) volumen
B) indre energi
B) temperatur
FORANDRINGENS ART
1) stiger
2) falder
3) ændres ikke
Svar
Ved at ændre kroppens temperatur ændrer vi derfor dens indre energi. Når en krop opvarmes, øges dens indre energi, og når den afkøles, falder den.
Lad os lave et eksperiment. Vi fastgør et tyndvægget messingrør til stativet. Hæld lidt æter i det og luk det tæt med en prop. Lad os nu vikle et reb rundt om røret og begynde at gnide røret med det, og hurtigt trække det ind i rebet i den ene eller den anden retning. Efter nogen tid vil den indre energi i røret med æter stige så meget, at æteren vil koge, og den resulterende damp vil skubbe proppen ud (fig. 60).
Det viser denne erfaring Den indre energi i en krop kan ændres ved at udføre arbejde på kroppen, især ved friktion.
Ved at ændre den indre energi i et stykke træ gennem friktion lavede vores forfædre ild. Træets antændelsestemperatur er 250 °C. Derfor, for at få ild, skal du gnide et stykke træ mod et andet, indtil deres temperatur når denne værdi. Er det nemt? Da heltene i Jules Vernes roman "Den mystiske ø" forsøgte at lave ild på denne måde, lykkedes det ikke.
"Hvis den energi, som Neb og Pencroff brugte, kunne omdannes til varme, ville det formentlig være nok til at opvarme kedlen på en oceangående damper. Men resultatet af deres anstrengelser var nul. Træstykkerne blev dog varmere, men meget mindre end deltagerne selv denne operation.
Efter en times arbejde blev Pencroft gennemblødt af sved og smed træstykkerne væk i irritation og sagde:
- Fortæl mig ikke, at vilde laver ild på denne måde! Jeg vil hellere tro, at det sner om sommeren. Det er nok nemmere at tænde dine egne håndflader ved at gnide dem sammen."
Årsagen til deres fejl var, at ild ikke skulle frembringes ved blot at gnide et stykke træ mod et andet, men ved at bore i en planke med en slebet stok (fig. 61). Så kan du med en vis dygtighed øge temperaturen i tryllestavens stikdåse med 20 °C på 1 sekund. Og at bringe pinden til forbrænding, vil det kun tage 250/20 = 12,5 sekunder! 
Selv i dag "laver" mange mennesker ild ved friktion - ved at gnide tændstikker mod en tændstikæske. Hvor længe siden dukkede kampe op? Produktionen af de første (fosfor) tændstikker begyndte i 30'erne. XIX århundrede Fosfor antændes ved ret lav varme - kun op til 60 ° C. For at tænde en fosfortændstik var det derfor nok at slå den på næsten enhver overflade (fra den nærmeste væg til toppen af en støvle). Disse tændstikker var dog meget farlige: de var giftige og forårsagede ofte brande på grund af deres lette forbrænding. Sikkerhedstændstikker (som vi stadig bruger i dag) blev opfundet i 1855 i Sverige (deraf deres navn "svenske tændstikker"). Fosfor i disse tændstikker erstattes af andre brandfarlige stoffer.
Så ved friktion kan du øge temperaturen på et stof. Arbejder på kroppen(for eksempel at slå et stykke bly med en hammer, bøje og løsne en wire, flytte en genstand over overfladen af en anden eller komprimere en gas indeholdt i en cylinder med et stempel) vi øger dens indre energi. Hvis kroppen selv gør arbejdet" (på grund af dens indre energi), så falder kroppens indre energi, og kroppen afkøles.
Lad os observere dette eksperimentelt. Tag en tykvægget glasbeholder og luk den tæt med en gummiprop med et hul. Gennem dette hul vil vi ved hjælp af en pumpe begynde at pumpe luft ind i fartøjet. Efter nogen tid vil proppen støjende flyve ud af fartøjet, og der kommer tåge i selve fartøjet (fig. 62). Forekomsten af tåge betyder, at luften i fartøjet er blevet koldere, og derfor er dens indre energi faldet. Dette forklares ved, at den komprimerede luft i beholderen, der skubbede proppen ud, virkede ved at reducere dens indre energi. Derfor faldt lufttemperaturen.
Den indre energi i kroppen kan ændres uden at arbejde. Det kan for eksempel øges ved at varme en kedel med vand på komfuret eller sænke en ske ned i et glas varm te. Opvarmet pejs, hvori bålet tændes, husets tag oplyst af solen osv. En stigning i kroppens temperatur betyder i alle disse tilfælde en stigning i deres indre energi, men denne stigning sker uden at udføre arbejde .
En ændring i den indre energi i en krop uden at udføre arbejde kaldes varmeveksling. Varmeudveksling sker mellem legemer (eller dele af samme krop), der har forskellige temperaturer.
Hvordan sker der for eksempel varmeoverførsel, når en kold ske kommer i kontakt med varmt vand? For det første overstiger varmtvandsmolekylernes gennemsnitshastighed og kinetiske energi gennemsnitshastigheden og kinetisk energi for partiklerne i det metal, som skeen er lavet af. Men de steder, hvor skeen kommer i kontakt med vand, begynder varmtvandsmolekylerne at overføre en del af deres kinetiske energi til skeens partikler, og de begynder at bevæge sig hurtigere. Vandmolekylernes kinetiske energi falder, og skepartiklernes kinetiske energi øges. Sammen med energien ændres temperaturen også: vandet afkøles gradvist, og skeen varmes op. Deres temperatur ændres, indtil den bliver den samme ved både vandet og skeen.
En del af den indre energi, der overføres fra et legeme til et andet under varmeveksling, betegnes med et bogstav og kaldes mængden af varme.
Q er mængden af varme.
Mængden af varme må ikke forveksles med temperatur. Temperaturen måles i grader, og varmemængden (som enhver anden energi) måles i joule.
Når kroppe med forskellige temperaturer kommer i kontakt, afgiver den varmere krop noget varme, og den koldere krop modtager den.
Så der er to måder at ændre indre energi på: 1) laver arbejde og 2) varmeveksling. Ved implementering af den første af disse metoder ændres kroppens indre energi med mængden af udført arbejde A, og ved implementering af den anden af dem - med en mængde svarende til mængden af overført varme Q
Det er interessant, at begge metoder i betragtning kan føre til nøjagtig de samme resultater. Derfor er det umuligt at bestemme, ved hvilken af disse metoder det blev opnået med det endelige resultat. Når vi tager en opvarmet stålstrikkepind fra et bord, vil vi således ikke være i stand til at fortælle, hvordan den blev opvarmet - ved friktion eller kontakt med en varm krop. I princippet kan det være det ene eller det andet.
1. Nævn to måder at ændre kroppens indre energi på. 2. Giv eksempler på at øge den indre energi i en krop ved at arbejde på den. 3. Giv eksempler på stigning og fald i den indre energi i et legeme som følge af varmeveksling. 4. Hvad er mængden af varme? Hvordan er det udpeget? 5. I hvilke enheder måles varmemængden? 6. På hvilke måder kan du lave ild? 7. Hvornår begyndte produktionen af tændstikker?
Tryk en mønt eller et stykke folie på et pap eller et stykke træ. Efter først at have lavet 10, derefter 20 osv. bevægelser i den ene eller den anden retning, læg mærke til, hvad der sker med kroppens temperatur under friktion. Hvordan afhænger ændringen i en krops indre energi af mængden af udført arbejde?
Indsendt af læsere fra internetsider
Gratis elektroniske publikationer, fysikbibliotek, fysikundervisning, fysikprogram, fysikundervisningsnoter, fysiklærebøger, færdiglavede lektier
Lektionens indhold lektionsnoter understøttende frame lektion præsentation acceleration metoder interaktive teknologier Øve sig opgaver og øvelser selvtest workshops, træninger, cases, quests lektier diskussion spørgsmål retoriske spørgsmål fra elever Illustrationer lyd, videoklip og multimedier fotografier, billeder, grafik, tabeller, diagrammer, humor, anekdoter, vittigheder, tegneserier, lignelser, ordsprog, krydsord, citater Tilføjelser abstracts artikler tricks for de nysgerrige krybber lærebøger grundlæggende og supplerende ordbog over begreber andet Forbedring af lærebøger og lektionerrette fejl i lærebogen opdatering af et fragment i en lærebog, elementer af innovation i lektionen, udskiftning af forældet viden med ny Kun for lærere perfekte lektioner kalenderplan for året, metodologiske anbefalinger, diskussionsprogrammer Integrerede lektionerHvordan ændrer man kroppens mekaniske energi? Ja, meget simpelt. Skift dens placering eller fremskynd den. Spar for eksempel en bold eller løft den højere fra jorden.
I det første tilfælde vil vi ændre dens kinetiske energi, i det andet den potentielle energi. Hvad med indre energi? Hvordan ændrer man kroppens indre energi? Lad os først finde ud af, hvad det er. Intern energi er partiklernes kinetiske og potentielle energi - dette er energien i deres bevægelse. Og hastigheden af deres bevægelse afhænger som bekendt af temperaturen. Det vil sige, at den logiske konklusion er, at ved at øge kropstemperaturen vil vi øge dens indre energi. Den nemmeste måde at øge kropstemperaturen på er gennem varmeudveksling. Når kroppe med forskellige temperaturer kommer i kontakt, varmes den koldere krop op på bekostning af den varmere. I dette tilfælde afkøles den varmere krop.
Et simpelt hverdagseksempel: en kold ske i en kop varm te varmer meget hurtigt op, mens teen køler lidt ned. Forøgelse af kropstemperaturen er mulig på andre måder. Hvad gør vi alle sammen, når vores ansigt eller hænder bliver kolde udenfor? Vi tre dem. Når genstande gnider, varmes de op. Også genstande opvarmes, når de udsættes for stød, tryk, det vil sige, når de interagerer. Alle ved, hvordan man lavede ild i oldtiden – enten ved at gnide træstykker mod hinanden, eller ved at slå flint på en anden sten. Også i vores tid bruger siliciumlightere friktion af en metalstang mod flint.
Indtil nu har vi talt om at ændre den indre energi ved at ændre den kinetiske energi af dens bestanddele. Hvad med den potentielle energi af disse samme partikler? Som det er kendt, er partiklernes potentielle energi energien af deres relative positioner. For at ændre den potentielle energi af kroppens partikler skal vi således deformere kroppen: komprimere, vride og så videre, det vil sige ændre partiklernes placering i forhold til hinanden. Dette opnås ved at påvirke kroppen. Vi ændrer hastigheden af individuelle dele af kroppen, det vil sige, vi arbejder på det.
Således opnås alle tilfælde af påvirkning af kroppen for at ændre dens indre energi på to måder. Enten ved at overføre varme til det, det vil sige varmeoverførsel, eller ved at ændre hastigheden af dets partikler, det vil sige at udføre arbejde på kroppen.
Eksempler på ændringer i indre energi- det er næsten alle processer, der foregår i verden. Partiklernes indre energi ændres ikke i tilfælde af, at der ikke sker noget med kroppen, hvilket du kan se, er ekstremt sjældent - loven om bevarelse af energi er i kraft. Der sker hele tiden noget omkring os. Selv med genstande, som ved første øjekast intet sker, sker der faktisk forskellige ændringer, som er umærkelige for os: mindre temperaturændringer, små deformationer og så videre. Stolen bøjer sig under vores vægt, temperaturen på bogen på hylden ændrer sig lidt med hver luftbevægelse, for ikke at nævne udkastene. Nå, hvad angår levende kroppe, er det tydeligt uden ord, at der sker noget inde i dem hele tiden, og den indre energi ændrer sig næsten på hvert tidspunkt af tiden.
Intern energi kan ændres på to måder.
Hvis der arbejdes på en krop, øges dens indre energi.
Kroppens indre energi(betegnet som E eller U) er summen af energierne af molekylære interaktioner og termiske bevægelser af molekylet. Intern energi er en unik funktion af systemets tilstand. Dette betyder, at når et system befinder sig i en given tilstand, får dets indre energi den værdi, der ligger i denne tilstand, uanset systemets tidligere historie. Som følge heraf vil ændringen i indre energi under overgangen fra en tilstand til en anden altid være lig med forskellen mellem dens værdier i slut- og begyndelsestilstanden, uanset hvilken vej overgangen fandt sted.
Den indre energi i en krop kan ikke måles direkte. Du kan kun bestemme ændringen i indre energi:
Denne formel er et matematisk udtryk for termodynamikkens første lov
For kvasistatiske processer gælder følgende relation:
Temperatur målt i kelvin
Entropi målt i joule/kelvin
Tryk målt i pascal
Kemisk potentiale
Antal partikler i systemer
Forbrændingsvarme af brændstof. Betinget brændstof. Den mængde luft, der kræves til brændstofforbrænding.
Kvaliteten af et brændstof bedømmes ud fra dets brændværdi. For at karakterisere faste og flydende brændsler anvendes den specifikke forbrændingsvarme, som er mængden af varme, der frigives ved fuldstændig forbrænding af en masseenhed (kJ/kg). For gasformige brændstoffer anvendes den volumetriske brændværdiindikator, som er mængden af varme, der frigives ved forbrænding af en enhedsvolumen (kJ/m3). Derudover vurderes gasformige brændstoffer i nogle tilfælde ud fra mængden af varme, der frigives ved fuldstændig forbrænding af et mol gas (kJ/mol).
Forbrændingsvarmen bestemmes ikke kun teoretisk, men også eksperimentelt ved at forbrænde en vis mængde brændstof i specielle enheder kaldet kalorimetre. Forbrændingsvarmen estimeres ved stigningen i vandtemperaturen i kolorimeteret. Resultaterne opnået ved denne metode er tæt på værdierne beregnet ud fra brændstoffets grundstofsammensætning.
Spørgsmål 14Ændring i intern energi under opvarmning og afkøling. Gasarbejde, når volumen ændres.
Den indre energi i en krop afhænger på dens molekylers gennemsnitlige kinetiske energi, og denne energi afhænger til gengæld af temperaturen. Derfor, ved at ændre temperaturen i en krop, ændrer vi dens indre energi.Når en krop opvarmes, stiger dens indre energi, og når den afkøles, falder den.
Den indre energi i kroppen kan ændres uden at arbejde. Det kan for eksempel øges ved at varme en kedel med vand på komfuret eller sænke en ske ned i et glas varm te. Opvarmet pejs, hvori bålet tændes, husets tag oplyst af solen osv. En stigning i kroppens temperatur betyder i alle disse tilfælde en stigning i deres indre energi, men denne stigning sker uden at udføre arbejde .
Ændring i indre energi krop uden at udføre arbejde kaldes varmeoverførsel. Varmeudveksling sker mellem legemer (eller dele af samme krop), der har forskellige temperaturer.
Hvordan sker der for eksempel varmeoverførsel, når en kold ske kommer i kontakt med varmt vand? For det første overstiger varmtvandsmolekylernes gennemsnitshastighed og kinetiske energi gennemsnitshastigheden og kinetisk energi for partiklerne i det metal, som skeen er lavet af. Men de steder, hvor skeen kommer i kontakt med vand, begynder varmtvandsmolekylerne at overføre en del af deres kinetiske energi til skeens partikler, og de begynder at bevæge sig hurtigere. Vandmolekylernes kinetiske energi falder, og skepartiklernes kinetiske energi øges. Sammen med energien ændres temperaturen også: vandet afkøles gradvist, og skeen varmes op. Deres temperatur ændres, indtil den bliver den samme ved både vandet og skeen.
En del af den indre energi, der overføres fra et legeme til et andet under varmeveksling, er angivet med et bogstav og kaldes mængden af varme.
Q er mængden af varme.
Mængden af varme må ikke forveksles med temperatur. Temperaturen måles i grader, og varmemængden (som enhver anden energi) måles i joule.
Når kroppe med forskellige temperaturer kommer i kontakt, afgiver den varmere krop noget varme, og den koldere krop modtager den.
Arbejde under isobarisk ekspansion af gas. En af de vigtigste termodynamiske processer, der forekommer i de fleste varmemotorer, er processen med gasudvidelse med arbejdets udførelse. Det er let at bestemme arbejdet udført under isobarisk ekspansion af en gas.
Hvis stemplet i cylinderen under isobarisk ekspansion af en gas fra volumen V1 til volumen V2 bevæger sig en afstand l (fig. 106), så er arbejdet A" udført af gassen lig med
Hvor p er gastrykket, og er ændringen i dets volumen.
Arbejd med en vilkårlig gasekspansionsproces. En vilkårlig proces med gasudvidelse fra volumen V1 til volumen V2 kan repræsenteres som et sæt af alternerende isobariske og isochoriske processer.
Arbejd under isotermisk gasekspansion. Ved at sammenligne arealerne af figurerne under isoterm- og isobar-sektionerne kan vi konkludere, at ekspansionen af gas fra volumen V1 til volumen V2 ved samme begyndelsesværdi af gastrykket ledsages i tilfælde af isobarisk ekspansion ved at udføre mere arbejde.
Arbejd under gaskompression. Når en gas udvider sig, falder retningen af gastrykkraftvektoren sammen med retningen af forskydningsvektoren, derfor er arbejdet A" udført af gassen positivt (A" > 0), og arbejdet A for eksterne kræfter er negativt: A = -A"< 0.
Når gas komprimeres retningen af den eksterne kraftvektor falder sammen med forskydningsretningen, derfor er arbejdet A af eksterne kræfter positivt (A > 0), og arbejdet A" udført af gassen er negativ (A"< 0).
Adiabatisk proces. Ud over isobariske, isochoriske og isotermiske processer betragtes adiabatiske processer ofte i termodynamikken.
En adiabatisk proces er en proces, der forekommer i et termodynamisk system i fravær af varmeudveksling med omgivende legemer, dvs. under betingelsen Q = 0.
Spørgsmål 15 Betingelser for kropsligevægt. Kraftens øjeblik. Typer af balance.
Ligevægt eller balance mellem et vist antal beslægtede fænomener i natur- og humanvidenskaberne.
Et system anses for at være i ligevægt, hvis alle påvirkninger på dette system kompenseres af andre eller helt er fraværende. Et lignende koncept er bæredygtighed. Ligevægt kan være stabil, ustabil eller ligegyldig.
Typiske eksempler på ligevægt:
1. Mekanisk ligevægt, også kendt som statisk ligevægt, er tilstanden af et legeme i hvile eller i ensartet bevægelse, hvor summen af de kræfter og momenter, der virker på det, er nul.
2. Kemisk ligevægt - en position, hvor en kemisk reaktion forløber i samme omfang som den omvendte reaktion, og som følge heraf er der ingen ændring i mængden af hver komponent.
3. Den fysiske balance mellem mennesker og dyr, som opretholdes ved at forstå dens nødvendighed og i nogle tilfælde ved kunstigt at opretholde denne balance [kilde ikke angivet 948 dage].
4. Termodynamisk ligevægt er en tilstand af et system, hvor dets interne processer ikke fører til ændringer i makroskopiske parametre (såsom temperatur og tryk).
R lighed med nul af en algebraisk sum kraftmomenter betyder ikke, at kroppen nødvendigvis er i hvile. I flere milliarder år fortsætter Jordens rotation om sin akse med en konstant periode, netop fordi den algebraiske sum af de kræfter, der virker på Jorden fra andre legemer, er meget lille. Af samme grund fortsætter et roterende cykelhjul med at rotere med en konstant frekvens, og kun eksterne kræfter stopper denne rotation.
Typer af balance. I praksis spilles en vigtig rolle ikke kun af opfyldelsen af betingelsen om ligevægt af kroppe, men også af den kvalitative egenskab af ligevægt, kaldet stabilitet. Der er tre typer af ligevægt af legemer: stabil, ustabil og ligegyldig. Ligevægt kaldes stabil, hvis kroppen efter små ydre påvirkninger vender tilbage til sin oprindelige ligevægtstilstand. Dette sker, hvis, med en let forskydning af kroppen i en hvilken som helst retning fra den oprindelige position, resultanten af de kræfter, der virker på kroppen, bliver ikke-nul og er rettet mod ligevægtspositionen. For eksempel er en bold i stabil ligevægt i bunden af en fordybning.
Generel betingelse for kropsligevægt. Ved at kombinere de to konklusioner kan vi formulere en generel betingelse for et legemes ligevægt: et legeme er i ligevægt, hvis den geometriske sum af vektorerne af alle kræfter påført det og den algebraiske sum af disse kræfters momenter i forhold til aksen rotation er lig med nul.
Spørgsmål 16Fordampning og kondensering. Fordampning. Kogende væske. Afhængighed af væskekogning af tryk.
Fordampning - dråbevæskes egenskab til at ændre deres aggregeringstilstand og blive til damp. Dampdannelse, der kun opstår på overfladen af en dråbevæske, kaldes fordampning. Fordampning gennem hele væskevolumenet kaldes kogning; det sker ved en bestemt temperatur afhængig af tryk. Det tryk, hvormed en væske koger ved en given temperatur, kaldes mættet damptryk pnp, dets værdi afhænger af væsketypen og dens temperatur.
Fordampning- processen med overgang af et stof fra en flydende tilstand til en gasformig tilstand (damp). Fordampningsprocessen er det omvendte af kondensationsprocessen (overgang fra en damptilstand til en flydende tilstand. Fordampning (fordampning), overgangen af et stof fra en kondenseret (fast eller flydende) fase til en gasformig (damp); førsteordens. faseovergang.
Kondensation - Dette er den omvendte fordampningsproces. Under kondensering vender dampmolekylerne tilbage til væsken. I en lukket beholder kan en væske og dens damp være i en tilstand af dynamisk ligevægt, når antallet af molekyler, der forlader væsken, er lig med antallet af molekyler, der vender tilbage til væsken fra dampen, dvs. når fordampningshastighederne og kondensering er de samme. Et sådant system kaldes tofaset. Damp, der er i ligevægt med sin væske, kaldes mættet. Antallet af molekyler, der udsendes fra en enheds overfladeareal af en væske på et sekund, afhænger af væskens temperatur. Antallet af molekyler, der vender tilbage fra damp til væske, afhænger af koncentrationen af dampmolekyler og af den gennemsnitlige hastighed af deres termiske bevægelse, som bestemmes af dampens temperatur.
Kogende- processen med fordampning i en væske (overgang af et stof fra en væske til en gasformig tilstand), med udseendet af faseadskillelsesgrænser. Kogepunktet ved atmosfærisk tryk angives sædvanligvis som en af de fysisk-kemiske hovedkarakteristika for et kemisk rent stof.
Kogning skelnes efter type:
1. kogning med fri konvektion i et stort volumen;
2. kogning under tvungen konvektion;
3. samt i forhold til væskens middeltemperatur til mætningstemperaturen:
4. kogning af en væske, der er underopvarmet til mætningstemperaturen (overfladekogning);
5. kogning af en væske opvarmet til mætningstemperatur
Boble
Kogende , hvor der dannes damp i form af periodisk kernedannende og voksende bobler kaldes kernekogning. Ved langsom kogning af kerner opstår der bobler fyldt med damp i væsken (mere præcist, normalt på væggene eller bunden af beholderen). På grund af den intense fordampning af væsken inde i boblerne vokser de, flyder, og der frigives damp til dampfasen over væsken. I dette tilfælde er væsken i det nærliggende lag i en let overophedet tilstand, dvs. dens temperatur overstiger det nominelle kogepunkt. Under normale forhold er denne forskel lille (i størrelsesordenen en grad).
Film
Når varmestrømmen stiger til en vis kritisk værdi, smelter individuelle bobler sammen og danner et kontinuerligt damplag nær beholderens væg, som periodisk bryder ind i væskevolumenet. Denne tilstand kaldes filmtilstand.
©2015-2019 websted
Alle rettigheder tilhører deres forfattere. Dette websted gør ikke krav på forfatterskab, men giver gratis brug.
Sideoprettelsesdato: 2016-08-20
Intern energi kan ændres på to måder.
Hvis der arbejdes på en krop, øges dens indre energi.
Hvis kroppen selv udfører arbejdet, falder dens indre energi.
Der er tre simple (elementære) typer varmeoverførsel:
Varmeledningsevne
Konvektion
Konvektion er fænomenet varmeoverførsel i væsker eller gasser eller granulære medier ved stofstrømme. Der er en såkaldt naturlig konvektion, som opstår spontant i et stof, når det opvarmes ujævnt i et gravitationsfelt. Ved en sådan konvektion opvarmes de nederste lag af stoffet, bliver lettere og flyder op, og de øverste lag afkøles tværtimod, bliver tungere og synker ned, hvorefter processen gentages igen og igen.
Termisk stråling eller stråling er overførsel af energi fra et legeme til et andet i form af elektromagnetiske bølger på grund af deres termiske energi.
Intern energi af en ideel gas
Baseret på definitionen af en ideel gas har den ikke en potentiel komponent af intern energi (der er ingen molekylære interaktionskræfter, undtagen stød). Den indre energi af en ideel gas repræsenterer således kun dens molekylers kinetiske bevægelsesenergi. Tidligere (ligning 2.10) blev det vist, at den kinetiske energi af den translationelle bevægelse af gasmolekyler er direkte proportional med dens absolutte temperatur.
Ved hjælp af udtrykket for den universelle gaskonstant (4.6) kan vi bestemme værdien af konstanten α.
Således vil den kinetiske energi af translationel bevægelse af et molekyle af en ideel gas blive bestemt af udtrykket.
I overensstemmelse med kinetisk teori er fordelingen af energi på tværs af frihedsgrader ensartet. Translationel bevægelse har 3 frihedsgrader. En grad af bevægelsesfrihed for et gasmolekyle vil følgelig tegne sig for 1/3 af dets kinetiske energi. 
For to-, tre- og polyatomiske gasmolekyler er der ud over graderne af frihed for translationel bevægelse frihedsgrader for molekylets rotationsbevægelse. For diatomiske gasmolekyler er antallet af frihedsgrader for rotationsbevægelse 2, for tre og polyatomiske molekyler - 3.
Da fordelingen af et molekyles bevægelsesenergi over alle frihedsgrader er ensartet, og antallet af molekyler i et kilomol gas er lig med Nμ, kan den indre energi af et kilomol af en ideel gas opnås ved at multiplicere udtryk (4.11) ved antallet af molekyler i en kilomol og ved antallet af grader af bevægelsesfrihed for et molekyle af en given gas .
hvor Uμ er den indre energi af en kilomol gas i J/kmol, i er antallet af grader af bevægelsesfrihed for et gasmolekyle.
For 1-atomare gasser er i = 3, for 2-atomare gasser i = 5, for 3-atomare og polyatomare gasser i = 6.
Elektricitet. Betingelser for eksistensen af elektrisk strøm. EMF. Ohms lov for et komplet kredsløb. Arbejde og strømstyrke. Joule-Lenz lov.
Blandt de nødvendige betingelser for eksistensen af en elektrisk strøm er der: tilstedeværelsen af frie elektriske ladninger i mediet og skabelsen af et elektrisk felt i mediet. Et elektrisk felt i et medium er nødvendigt for at skabe retningsbestemt bevægelse af frie ladninger. Som bekendt påvirkes en ladning q i et elektrisk felt med intensitet E af en kraft F = qE, som får frie ladninger til at bevæge sig i retning af det elektriske felt. Et tegn på eksistensen af et elektrisk felt i en leder er tilstedeværelsen af en ikke-nul potentialforskel mellem to punkter på lederen.
Elektriske kræfter kan dog ikke opretholde en elektrisk strøm i lang tid. Den rettede bevægelse af elektriske ladninger efter nogen tid fører til udligning af potentialer ved enderne af lederen og følgelig til forsvinden af det elektriske felt i den. For at opretholde strømmen i et elektrisk kredsløb skal ladninger ud over Coulomb-kræfter udsættes for kræfter af ikke-elektrisk karakter (ydre kræfter). En enhed, der skaber eksterne kræfter, opretholder en potentialforskel i et kredsløb og omdanner forskellige typer energi til elektrisk energi, kaldes en strømkilde.
Betingelser for eksistensen af elektrisk strøm:
tilstedeværelse af gratis operatører
· tilstedeværelse af potentialforskel. disse er betingelserne for forekomsten af strøm. for at strømmen eksisterer
· lukket kredsløb
· en kilde til ydre kræfter, der fastholder potentialforskellen.
Eventuelle kræfter, der virker på elektrisk ladede partikler, med undtagelse af elektrostatiske (Coulomb) kræfter, kaldes uvedkommende kræfter.
Elektromotorisk kraft.
Elektromotorisk kraft (EMF) er en skalar fysisk størrelse, der karakteriserer arbejdet af eksterne (ikke-potentielle) kræfter i jævn- eller vekselstrømskilder. I et lukket ledende kredsløb er EMF lig med disse kræfters arbejde for at flytte en enkelt positiv ladning langs kredsløbet.
Enheden for EMF, ligesom spænding, er volt. Vi kan tale om elektromotorisk kraft i enhver del af kredsløbet. Den elektromotoriske kraft af en galvanisk celle er numerisk lig med ydre kræfters arbejde, når en enkelt positiv ladning flyttes inde i elementet fra dets negative pol til dets positive. Tegnet på EMF bestemmes afhængigt af den vilkårligt valgte bypassretning af den del af kredsløbet, hvor strømkilden er tændt.
Ohms lov for et komplet kredsløb.
Lad os betragte det enkleste komplette kredsløb bestående af en strømkilde og en modstand med modstand R. En strømkilde med en emf ε har en modstand r, det kaldes strømkildens indre modstand. For at opnå Ohms lov for et komplet kredsløb, bruger vi loven om energibevarelse.
Lad en ladning q passere gennem lederens tværsnit i en tid Δt. Derefter, ifølge formlen, er arbejdet udført af eksterne kræfter, når en ladning q flyttes, lig med . Fra definitionen af strømstyrke har vi: q = IΔt. Derfor,.
På grund af ydre kræfters arbejde, når strøm passerer gennem kredsløbet, frigives en mængde varme på dets ydre og indre sektioner af kredsløbet i henhold til Joule-Lenz-loven lige:
Ifølge loven om bevarelse af energi er A st = Q, derfor er strømkildens emk lig med summen af spændingsfaldene i kredsløbets eksterne og interne sektioner.