energia Interna

Content

• Variació d'energia interna
• Exemples d'energia interna
• Altres tipus d'energia

la energia interna, D'acord a el Primer Principi de la Termodinàmica, s'entén com aquella vinculada amb el moviment aleatori de les partícules dins d'un sistema. Es distingeix de l'energia ordenada dels sistemes macroscòpics, associada als objectes en moviment, en què fa a l'energia continguda pels objectes en una escala microscòpica i molecular.

així, un objecte pot trobar-se en complet repòs i no tenir una energia aparent (ni potencial, ni cinètica), i no obstant això ser un formiguer de molècules en moviment, Desplaçant-se a altes velocitats per segon. De fet, aquestes molècules estaran atraient i repeliéndose entre si depenent de les seves condicions químiques i de factors microscòpics, tot i que a primera vista no hi hagi cap moviment observable.

L'energia interna es considera una magnitud extensiva, és a dir, relacionada amb la quantitat de matèria en un sistema de partícules determinat. doncs comprèn la totalitat d'altres formes d'energia elèctrica, cinètica, química i potencial continguda en els àtoms d'una substància determinada.

Aquest tipus d'energia sol representar mitjançant el signe O.

Variació d'energia interna

la energia interna dels sistemes de partícules pot variar, independentment de la seva posició espacial o forma adquirida (en el cas dels líquids i gasos). Per exemple, a l'introduir calor a un sistema tancat de partícules, s'afegeix energia tèrmica que incidirà en l'energia interna del conjunt.

No obstant això, l'energia interna és unafunció d'estat, És a dir, no atén a la variació que connecti dos estats de la matèria, sinó a l'estat inicial i final de la mateixa. És per això que el càlcul de la variació de l'energia interna en un cicle determinat serà sempre nul·la, Ja que l'estat inicial i el final són un i el mateix.

Les formulacions per calcular aquesta variació són:

ΔU = U_B - O_A, On el sistema ha passat d'un estat A a un estat B.

ΔU = -W, en els casos en què es realitza una quantitat de treball mecànic W, que resulta en l'expansió de el sistema i la disminució de la seva energia interna.

ΔU = Q, en els casos en què afegim energia calòrica que incrementi l'energia interna.

ΔU = 0, en els casos de canvis cíclics de l'energia interna.

Tots aquests casos i altres més poden resumir-se en una equació que descriu el Principi de Conservació de l'Energia en el sistema:

ΔU = Q + W

Exemples d'energia interna

1. bateries. En el cos de les bateries carregades s'alberga una energia interna aprofitable, gràcies a les reaccions químiques entre els àcids i els metalls pesats al seu interior. La dita energia interna serà més gran quan la seva càrrega elèctrica sigui completa i menor quan s'hagi consumit, encara que en el cas de les piles recarregables aquesta energia pugui tornar a incrementar-se introduint electricitat de l'preses de corrent.
2. gasos comprimits. Considerant que els gasos tendeixen a ocupar el volum total de l'recipient en què se'ls contingui, ja que la seva energia interna variarà en la mesura que aquesta quantitat d'espai sigui més gran i augmentarà quan sigui menor. Així, un gas dispers en una habitació té menys energia interna que si ho comprimim en una bombona, ja que les seves partícules estan obligades a interactuar més estretament.
3. Augmentar la temperatura de la matèria. Si augmentem la temperatura de, per exemple, un gram d'aigua i un gram de coure, tots dos a una temperatura base d '0 ° C, notarem que tot i ser la mateixa quantitat de matèria, el gel requerirà una major quantitat d'energia total per assolir la temperatura desitjada. Això es deu al fet que la seva calor específica és més gran, és a dir, les seves partícules són menys receptives amb l'energia introduïda que les de l'coure, sumant molt més lentament la calor a la seva energia interna.
4. Agitar un líquid. Quan dissolem sucre o sal en aigua, o propiciem mescles semblants, solem agitar el líquid amb un instrument per a propiciar una major dissolució. Això es deu a l'increment en l'energia interna de sistema que produeix la introducció d'aquesta quantitat de treball (W) proveïda per la nostra acció, que permet una major reactivitat química entre les partícules involucrades.
5. el vapord'aigua. Posats a bullir aigua, notarem que el vapor posseeix una major energia interna que l'aigua en estat líquid en el recipient. Això es deu al fet que, tot i tractar-se de les mateixes molècules (El compost no ha canviat), per induir la transformació física hem afegit una quantitat determinada d'energia calòrica (Q) a l'aigua, induint a una major agitació de les seves partícules.

Altres tipus d'energia