Внутренняя энергия способы изменения внутренней энергии доклад

Реферат на тему: «Внутренняя энергия»

Реферат на тему: «Внутренняя энергия» используется на уроках по теме: «Внутренняя энергия» для расширения общего кругозора , развития познавательных способностей учащихся.

Скачать:

Вложение	Размер
Реферат на тему: «Внутренняя энергия»	20.29 КБ
referat.docx	20.29 КБ

Предварительный просмотр:

МБОУ «Апраксинская СОШ»

Мичуринское структурное подразделение

Реферат на тему:

«Внутренняя энергия. Температура»

Ученик 8 класса

Руководитель: учитель физики

Любое макроскопическое тело имеет энергию , обусловленную его микросостоянием. Эта энергия называется внутренней (обозначается U ). Она равняется энергии движения и взаимодействия микрочастиц, из которых состоит тело. Так, внутренняя энергияидеального газа состоит из кинетической энергии всех его молекул, поскольку их взаимодействием в данном случае можно пренебречь. Поэтому его внутренняя энергия зависит лишь от температуры газа ( U

Модель идеального газа предусматривает, что молекулы находятся на расстоянии нескольких диаметров друг от друга. Поэтому энергия их взаимодействия намного меньше энергии движения и ее можно не учитывать.

У реальных газов, жидкостей и твердых тел взаимодействием микрочастиц (атомов, молекул, ионов и т. п.) пренебречь нельзя, поскольку оно существенно влияет на их свойства. Поэтому их внутренняя энергия состоит из кинетической энергии теплового движения микрочастиц и потенциальной энергии их взаимодействия. Их внутренняя энергия, кроме температуры T, будет зависеть также от объема V, поскольку изменение объема влияет на расстояние между атомами и молекулами, а, следовательно, и на потенциальную энергию их взаимодействия между собой.

Внутренняя энергия — это функция состояния тела, которая определяется его температурой T и объемом V.

Внутренняя энергия однозначно определяется температурой T и объемом тела V, характеризующими его состояние: U = U(T, V)

Чтобы изменить внутреннюю энергию тела, нужно фактически изменить или кинетическую энергию теплового движения микрочастиц, или потенциальную энергию их взаимодействия (или и ту и другую вместе). Как известно, это можно сделать двумя способами — путем теплообмена или вследствие выполнения работы. В первом случае это происходит за счет передачи определенного количества теплоты Q; во втором — вследствие выполнения работы A.

Таким образом, количество теплоты и выполненная работа являются мерой изменения внутренней энергии тела :

Изменение внутренней энергии происходит за счет отданного или полученного телом некоторого количества теплоты или вследствие выполнения работы.

Если имеет место лишь теплообмен, то изменение внутренней энергии происходит путем получения или отдачи определенного количества теплоты: ΔU = Q. При нагревании или охлаждении тела оно равно:

ΔU = Q = cm(T 2 — Т 1 ) = cmΔT.

При плавлении или кристаллизации твердых тел внутренняя энергия изменяется за счет изменения потенциальной энергии взаимодействия микрочастиц, ведь происходят структурные изменения строения вещества. В данном случае изменение внутренней энергии равняется теплоте плавления (кристаллизации) тела: Δ U — Q пл = λm, где λ — удельная теплота плавления (кристаллизации) твердого тела.

Испарение жидкостей или конденсация пара также вызывает изменение внутренней энергии , которая равна теплоте парообразования: ΔU = Q п = rm, где r — удельная теплота парообразования (конденсации) жидкости.

Изменение внутренней энергии тела вследствие выполнения механической работы (без теплообмена) численно равно значению этой работы: ΔU = A.

Если изменение внутренней энергии происходит вследствие теплообмена, то ΔU = Q = cm(T 2 — T 1 ), или ΔU = Q пл = λm, или ΔU = Q п = rm.

Следовательно, с точки зрения молекулярной физики: Материал с сайта http://worldofschool.ru

Внутренняя энергия тела является суммой кинетической энергии теплового движения атомов, молекул или других частиц, из которых оно состоит, и потенциальной энергии взаимодействия между ними; с термодинамической точки зрения она является функцией состояния тела (системы тел), которая однозначно определяется его макропараметрами — температурой T и объемом V.

Таким образом, внутренняя энергия — это энергия системы, которая зависит от ее внутреннего состояния. Она состоит из энергии теплового движения всех микрочастиц системы (молекул, атомов, ионов, электронов и т. п.) и энергии их взаимодействия. Полное значение внутренней энергии определить практически невозможно, поэтому вычисляют изменение внутренней энергии ΔU, которое происходит вследствие теплопередачи и выполнения работы.

Внутренняя энергия тела равна сумме кинетической энергии теплового движения и потенциальной энергии взаимодействия составляющих его микрочастиц.

Источник

Способы изменения внутренней энергии. Теплопередача

Внутреннюю энергию макроскопической системы можно изменить в процессе совершения работы или путём теплопередачи.

Если взять монету и потереть её о поверхность стола, то через неко­торое время можно ощутить, что монета нагрелась, следовательно, вы­росла её внутренняя энергия. На ощупь можно определить повышение температуры гвоздя, забиваемого молотком. В этом случае механиче­ская энергия молотка превращается во внутреннюю энергию гвоздя и молотка.

Можно наблюдать уменьшение внутренней энергии системы, когда она сама совершает работу. Если на дно толстостенной банки налить немного воды и закрыть банку пробкой (рис. 148), а затем накачать в неё воздух, то при некотором давлении пробка из банки вылетит. В банке при этом образуется туман, который хорошо виден. Пробка вылетит под действием избыточного давления воздуха в банке. При этом воздух совершил механическую работу за счёт своей внутрен­ней энергии. Об уменьшении внутренней энергии свидетельствуют понижение темпе­ратуры воздуха в банке и, как следствие это­го, образование тумана.

Внутреннюю энергию можно изменить, не совершая работу. Например, внутренняя энергия воздуха в комнате и всех предметов, находящихся в ней, будет увеличиваться, если при закрытых окнах и дверях включить батареи центрального отопления или зато­пить печь. Если опустить в горячую воду лож­ку, то температура ложки повысится, а воды понизится. В этом случае изменение внутрен­ней энергии макроскопических тел происхо­дит без совершения работы в процессе тепло­передачи (теплообмена). Материал с сайта http://doklad-referat.ru

Рис. 148. Опыт, демон­стрирующий уменьше­ние внутренней энергии системы

Теплопередачей называется способ изменения внутренней энер­гии тела, при котором происходит передача энергии от одной части тела к другой или от одного тела к другому без совершения работы.

При теплопередаче не происходит превращения энергии из одной формы в другую, как при совершении работы. Этот процесс характе­ризуется передачей внутренней энергии от более нагретого тела к ме­нее нагретому. Существует три вида теплопередачи: теплопроводность, конвекция и излучение.

Источник

Внутренняя энергия. Способы изменения

Содержание:

Предмет:	Физика
Тип работы:	Реферат
Язык:	Русский
Дата добавления:	05.08.2019

• Данный тип работы не является научным трудом, не является готовой работой!
• Данный тип работы представляет собой готовый результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебной работы.

Если вам тяжело разобраться в данной теме напишите мне в whatsapp разберём вашу тему, согласуем сроки и я вам помогу!

По этой ссылке вы сможете найти много готовых тем для рефератов по физике:

Посмотрите похожие темы возможно они вам могут быть полезны:

Введение:

Внутренняя энергия тела (обозначается как E или U) — это полная энергия этого тела за вычетом кинетической энергии тела в целом и потенциальной энергии тела во внешнем поле сил. Поэтому внутренняя энергия состоит из кинетической энергии хаотического движения молекул, потенциальной энергии взаимодействия между ними и внутримолекулярной энергии.

Внутренняя энергия является однозначной функцией состояния системы. Это означает, что всякий раз, когда система находится в данном состоянии, ее внутренняя энергия принимает значение, присущее этому состоянию, независимо от фона системы. Следовательно, изменение внутренней энергии при переходе из одного состояния в другое всегда будет равно разнице между ее значениями в конечном и начальном состояниях, независимо от пути, по которому произошел переход.

Внутренняя энергия тела не может быть измерена напрямую. Вы можете только определить изменение внутренней энергии:

• Тепло, подведенное к телу, измеряется в джоулях.
• Работа, выполняемая организмом против внешних сил, измеряется в джоулях.

Эта формула является математическим выражением первого закона термодинамики.

Эмпирически выведенный закон Джоуля, внутренняя энергия идеального газа не зависит от давления или объема. Исходя из этого, мы можем получить выражение для изменения внутренней энергии идеального газа. По определению молярной теплоемкости при постоянном объеме ak, поскольку внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры, эта же формула также справедлива для расчета изменения внутренней энергии любого тела, но только в процессах с постоянный объем (изохорные процессы); в общем случае CV (T, V) является функцией как температуры, так и объема. Если пренебречь изменением молярной теплоемкости с температурой, мы получим:

где n — количество вещества, DT — изменение температуры.

Показать диаграмму T-S для энтальпии перегретого пара

Вода и водяной пар широко используются в качестве рабочих жидкостей в паровых турбинах тепловых двигателей, атомных электростанций и в качестве теплоносителей в различных типах теплообменников в химической и технологической промышленности.

Газообразное тело, сосуществующее с кипящей жидкостью, называется паром и по своим термодинамическим свойствам существенно отличается от свойств идеального газа.

Испарение — это процесс преобразования вещества из жидкого состояния в парообразное состояние.

Кипение — это процесс преобразования жидкости, кипящей во всем ее объеме, в пар, когда к нему подводится тепло, а когда тепло отводится от пара, происходит обратный процесс — конденсация.

Процессы кипения и конденсации происходят при постоянной температуре и при постоянном давлении, то есть tKP = tN.

Пар, контактирующий с жидкостью, из которой он получен и находится в термодинамическом равновесии с ним, называется насыщенным.

Сухой насыщенный пар — пар, не содержащий жидкости.

Мокрый пар представляет собой механическую смесь, состоящую из сухого пара и крошечных капель жидкости, и характеризуется степенью сухости — Х или степенью влажности — (1 — Х).

Перегретый пар — это пар, полученный из сухого насыщенного пара, когда к нему подается определенное количество тепла при P = Const и вызванное этим повышением его температуры. Разница между температурами перегретого пара — tП и сухого насыщенного — tН называется степенью перегрева. Для технически важных веществ, например, для водяного пара, были разработаны довольно точные уравнения, с помощью которых параметры и функции состояния рассчитываются в широком диапазоне температур и давлений и табулируются и на основе этих характеристик.

Более простым и интуитивно понятным, но менее точным является графический метод расчета процессов с использованием диаграммы h — S как в области насыщенных, так и в области перегретых паров.

Процессы движения газа, происходящие на различных теплоэлектростанциях, связаны с преобразованием энергии в газовом потоке.

Уравнение первого закона термодинамики для газового потока при отсутствии гравитации и трения в газе примет вид:

При адиабатическом потоке газа (qq = 0) уравнение после интегрирования будет иметь вид:

Из сравнения уравнений следует, что для обратимого процесса поток газа.

Равенство показывает, что когда рабочая жидкость движется вдоль канала, знаки dw и dp противоположны. Если dP> 0, то газ сжимается, и его скорость уменьшается dw 0, то такие устройства (каналы) называются соплами. Из уравнения, при условии, что w1

Некоторые качественные выводы можно сделать на основе анализа уравнений массового расхода и скорости в стационарном газовом потоке.

h = Gv = Fw = const.

Итак, чтобы получить максимальный расход газа G, необходимо подставить в уравнение значение доступной работы для идеального газа и найти экстремум, в результате которого мы получим соотношение, называемое критическим.

Это показывает, что в сужающемся канале давление газа на выходе не может быть меньше P2? 0.53P1, и из этого следует, что скорость газа будет критической, равной локальной скорости звука.

Скорость потока газа может быть больше скорости звука (сверхзвуковой) при условии, что P2

Расчет процесса выдоха пара производится по диаграмме h — S. Дросселирование (или дробление) представляет собой необратимый процесс с q = 0, при котором давление уменьшается при прохождении газа через сужающееся отверстие, а полезная работа не выполняется. Уравнение процесса дросселирования получается из уравнения (8.4) при условии w1 = w2, тогда h1 = h2. В процессе дросселирования всегда dP 0, что следует из анализа уравнения для эффекта Джоуля-Томсона.

Это явление широко используется в холодильной технике.

Как определить и рассчитать внутреннюю энергию влажного пара по формуле

Закон действующих масс (основное уравнение кинетики) устанавливает соотношение масс реагирующих веществ в химических реакциях в равновесии. Закон масс был сформулирован в 1864-1867 гг. К. Гоулберг и П. Вааге. Согласно этому закону, при постоянной температуре скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ.

Закон действующих масс используется в различных расчетах химических процессов. Это позволяет решить вопрос, в каком направлении возможен самопроизвольный ход рассматриваемой реакции при заданном соотношении концентраций реагирующих веществ, какой выход желаемого продукта может быть получен.

ai — активность веществ, выраженная в единицах концентрации, парциального давления или мольной доли. ni — стехиометрический коэффициент (для исходных материалов он принимается отрицательным, для продуктов — положительным). Kc — константа химического равновесия.

На практике в расчетах, которые не требуют особой точности, значения активности обычно заменяются соответствующими концентрациями (для реакций в растворах) или парциальными давлениями (для реакций между газами).

Помимо углерода продукты реакции содержат кислород и водород и в тех количествах, в которых они могут взаимодействовать друг с другом с образованием воды по реакции:

Процесс сжигания водяного газа описывается двумя реакциями:

CO + 1/2 O2 —-> CO2 (2)

H2 + 1/2 O2 —-> H2O (3)

Во время этих реакций выделяется тепло, поэтому мы указываем их количество с правой стороны реакций:

CO + 1/2 O2 —-> CO2 + 67,6 ккал (282,56 кДж) (2a)

H2 + 1/2 O2 —-> H2O + 57,8 ккал (241,6 кДж) (3a)

H2O + C —-> CO + H2 (1)

CO + 1/2 O2 —-> CO2 (2)

H2 + 1/2 O2 —-> H2O (3)

CO2 + C — 2CO ^ (ДН = 172 кДж, ДС = 176 Дж / К).

Эта реакция часто происходит с топкой, когда заслонка закрывается слишком рано (пока угли окончательно не сгорят). Окись углерода, образующаяся в этом процессе, из-за своей токсичности вызывает физиологические расстройства («пары») и даже смерть, поэтому одно из тривиальных названий — «окись углерода».

Заключение

Реакция восстановления диоксида углерода является обратимой, влияние температуры на равновесное состояние этой реакции показано на графике. Реакция справа обеспечивает коэффициент энтропии, а слева — коэффициент энтальпии. При температуре ниже 400 ° C равновесие почти полностью смещается влево, а при температуре выше 1000 ° C вправо (в сторону образования CO). При низких температурах скорость этой реакции очень низкая; следовательно, окись углерода довольно стабильна при нормальных условиях. Это равновесие конкретно называется равновесием Будуара.

C + 1 / 2O2 CO + Q1,

CO + 1 / 2O2 CO2 + Q2,

Присылайте задания в любое время дня и ночи в ➔

Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.

Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.

Сайт предназначен для облегчения образовательного путешествия студентам очникам и заочникам по вопросам обучения . Наталья Брильёнова не предлагает и не оказывает товары и услуги.

Источник