Vidinė kūnų energija ir šilumos kiekis

Šioje temoje aptariama vidinė energija, kaip ji susijusi su kūno dalelių judėjimu ir sąveika, bei šilumos kiekis, kuris yra perduodamas tarp kūnų. Aiškinamasi, kaip apskaičiuoti idealiųjų dujų vidinę energiją ir šilumos kiekį, reikalingą kūno temperatūrai pakeisti. Taip pat aiškinamasi du pagrindiniai vidinės energijos keitimo būdai.

Idealiųjų dujų vidinė energija
Idealiųjų dujų, kurių molekulės tarpusavyje nesąveikauja, vidinė energija yra lygi jų molekulių šiluminio judėjimo kinetinei energijai. Vienatomių idealiųjų dujų vidinė energija yra tiesiogiai proporcinga jų absoliučiajai temperatūrai ir gali būti apskaičiuojama naudojant formulę: \(U = (3/2)nRT\), kur \(n\) – medžiagos kiekis moliais, \(R\) – universalioji dujų konstanta, \(T\) - absoliučioji temperatūra. Ją taip pat galima išreikšti: \(U = (3/2)pV\), kur \(p\) – slėgis, \(V\) – tūris.
Šilumos kiekio apskaičiavimas
Šilumos kiekis, reikalingas kūno temperatūrai pakeisti, apskaičiuojamas pagal formulę: \(Q = cm(t_2 - t_1)\), kur \(c\) – kūno savitoji šiluma, \(m\) – kūno masė, \(t_2\) – galinė temperatūra, \(t_1\) – pradinė temperatūra. Savitoji šiluma yra medžiagos savybė, rodanti, kiek šilumos reikia 1 kg medžiagos temperatūrai pakelti 1 K. Skirtingų medžiagų savitoji šiluma yra skirtinga.
Vidinė energija ir šilumos kiekis
Termodinamikoje nagrinėjama vidinė kūnų energija, kuri yra susijusi su juos sudarančių dalelių judėjimu ir sąveika. Ši energija skiriasi nuo mechaninės energijos, nes apima mikroskopinį dalelių lygmenį. Šilumos perdavimas yra energijos perdavimo procesas tarp kūnų be mechaninio darbo, o šilumos kiekis – tai vidinės energijos dalis, perduodama šiuo būdu. Svarbi sąvoka yra savitoji šiluma, nurodanti, kiek šilumos reikia 1 kg medžiagos temperatūrai pakelti \(1 \text{ K}\).
Vidinės energijos kitimas
Vidinę energiją galima pakeisti dviem būdais: atliekant darbą (pvz., suspaudžiant dujas) arba perduodant šilumą (pvz., kaitinant dujas). Šilumos perdavimas gali vykti šilumos laidumo, konvekcijos arba spinduliavimo būdu. Vidinės energijos pokytis (\(\Delta U\)) lygus galinės ir pradinės energijos skirtumui. Šilumos kiekis (\(Q\)) yra vidinės energijos dalis, pereinanti iš vieno kūno į kitą šilumos perdavimo būdu.

Prisijungti

arba
Real 2
„X“ yra inovatyvi mokymosi platforma, kurios tikslas – teikti aukštos kokybės mokymo medžiagą įvairiausių klasių mokiniams. Patyrusių specialistų parengtas turinys skatina smalsumą, padeda išsamiau ir giliau suprasti mokomus dalykus bei sėkmingai pasiruošti akademiniams iššūkiams.
Atsisiųsk programėlę:
Susisiek su mumis: info@knowledgenestapp.com