Har qanday makroskopik jism mavjud energiya uning mikro holati tufayli. Bu energiya chaqirdi ichki(belgilangan U). Bu tanani tashkil etuvchi mikrozarrachalarning harakat va o'zaro ta'sir energiyasiga teng. Shunday qilib, ichki energiya ideal gaz uning barcha molekulalarining kinetik energiyasidan iborat, chunki bu holda ularning o'zaro ta'sirini e'tiborsiz qoldirish mumkin. Shuning uchun u ichki energiya faqat gaz haroratiga bog'liq ( u~T).
Ideal gaz modeli molekulalarning bir-biridan bir necha diametrli masofada joylashganligini nazarda tutadi. Shuning uchun ularning o'zaro ta'sirining energiyasi harakat energiyasidan ancha kam va uni e'tiborsiz qoldirish mumkin.
Haqiqiy gazlar, suyuqliklar va qattiq moddalarda mikrozarrachalarning (atomlar, molekulalar, ionlar va boshqalar) o'zaro ta'sirini e'tiborsiz qoldirib bo'lmaydi, chunki bu ularning xususiyatlariga sezilarli ta'sir qiladi. Shuning uchun, ularning ichki energiya mikrozarrachalarning issiqlik harakatining kinetik energiyasi va ularning o'zaro ta'sirining potentsial energiyasidan iborat. Ularning ichki energiyasi, haroratdan tashqari T, hajmiga ham bog'liq bo'ladi V, chunki hajmning o'zgarishi atomlar va molekulalar orasidagi masofaga va shuning uchun ularning bir-biri bilan o'zaro ta'sirining potentsial energiyasiga ta'sir qiladi.
Ichki energiya tana holatining funktsiyasi bo'lib, uning harorati bilan belgilanadiTva V jild.
Ichki energiya harorat bilan aniq belgilanadiT va tana hajmi V uning holatini tavsiflaydi:U=U(T, V)
Kimga ichki energiyani o'zgartirish jismlar uchun mikrozarrachalarning issiqlik harakatining kinetik energiyasini yoki ularning o'zaro ta'sirining potentsial energiyasini (yoki ikkalasini) o'zgartirish kerak. Ma'lumki, bu ikki yo'l bilan amalga oshirilishi mumkin - issiqlik uzatish yoki ishni bajarish natijasida. Birinchi holda, bu ma'lum miqdorda issiqlik o'tkazilishi tufayli sodir bo'ladi Q; ikkinchisida - ishning bajarilishi tufayli A.
Shunday qilib, issiqlik miqdori va bajarilgan ish tananing ichki energiyasidagi o'zgarish o'lchovi:
Δ U=Q+A.
Ichki energiyaning o'zgarishi organizm tomonidan berilgan yoki qabul qilingan ma'lum miqdorda issiqlik yoki ishning bajarilishi tufayli sodir bo'ladi.
Agar faqat issiqlik almashinuvi sodir bo'lsa, unda o'zgarish ichki energiya ma'lum miqdorda issiqlikni olish yoki berish orqali sodir bo'ladi: Δ U=Q. Tanani isitish yoki sovutishda u quyidagilarga teng:
Δ U=Q = sm(T 2 - T 1) =smDT.
Qattiq moddalarni eritganda yoki kristallashda ichki energiya mikrozarrachalarning oʻzaro taʼsirining potentsial energiyasining oʻzgarishi hisobiga oʻzgaradi, chunki moddaning tuzilishida strukturaviy oʻzgarishlar roʻy beradi. Bunda ichki energiyaning o'zgarishi tananing termoyadroviy (kristallanish) issiqligiga teng bo'ladi: D. U-Q pl \u003dλ m, qayerda λ - qattiq jismning solishtirma erish issiqligi (kristallanish).
Suyuqliklarning bug'lanishi yoki bug'ning kondensatsiyasi ham o'zgarishga olib keladi ichki energiya, bug'lanish issiqligiga teng: Δ U=Q p =rm, qayerda r- suyuqlikning o'ziga xos bug'lanish (kondensatsiya) issiqligi.
O'zgartirish ichki energiya Mexanik ishni bajarish (issiqlik o'tkazmasdan) tufayli tana soni ushbu ishning qiymatiga teng: Δ U=A.
Agar issiqlik almashinuvi natijasida ichki energiyaning o'zgarishi sodir bo'lsa, u holdaΔ U=Q=sm(T2 -T1),yokiΔ U= Q pl = λ m,yokiΔ U=Qn =rm.
Shuning uchun molekulyar fizika nuqtai nazaridan: saytdan olingan material
Tananing ichki energiyasi u tashkil topgan atomlar, molekulalar yoki boshqa zarrachalarning issiqlik harakatining kinetik energiyasi va ular orasidagi o'zaro ta'sirning potentsial energiyasi yig'indisidir; termodinamik nuqtai nazardan, bu tananing (jismlar tizimining) holatining funktsiyasi bo'lib, uning makroparametrlari - harorat bilan aniq belgilanadi.Tva V jild.
Shunday qilib, ichki energiya tizimning energiyasi bo'lib, uning ichki holatiga bog'liq. U tizimning barcha mikro zarralari (molekulalar, atomlar, ionlar, elektronlar va boshqalar)ning issiqlik harakati energiyasidan va ularning o'zaro ta'sir qilish energiyasidan iborat. Ichki energiyaning to'liq qiymatini aniqlash deyarli mumkin emas, shuning uchun ichki energiyaning o'zgarishi hisoblab chiqiladi Δ u, issiqlik uzatish va ishning bajarilishi tufayli yuzaga keladi.
Jismning ichki energiyasi issiqlik harakatining kinetik energiyasi va uni tashkil etuvchi mikrozarrachalarning o'zaro ta'sir qilish potentsial energiyasi yig'indisiga teng.
Ushbu sahifada mavzular bo'yicha materiallar:
Tananing ichki energiyasini yagona aniqlash mumkinmi?
Tana energiyaga ega
Fizika ichki energiya haqida hisobot
Ideal gazning ichki energiyasi qanday makroparametrlarga bog'liq
-
Amaliy masalalarni hal qilishda muhim rol o'ynaydigan ichki energiyaning o'zi emas, balki uning o'zgarishi D U = U 2 - U bitta. Ichki energiyaning o'zgarishi energiyaning saqlanish qonunlari asosida hisoblanadi.
Tananing ichki energiyasi ikki yo'l bilan o'zgarishi mumkin:
1. yasashda mexanik ish.
a) Agar tashqi kuch jismning deformatsiyasiga sabab bo'lsa, u holda uning tarkibidagi zarralar orasidagi masofalar o'zgaradi va natijada zarrachalarning o'zaro ta'sirining potentsial energiyasi o'zgaradi. Elastik deformatsiyalar bilan, qo'shimcha ravishda, tananing harorati o'zgaradi, ya'ni. zarrachalarning issiqlik harakatining kinetik energiyasi o'zgaradi. Ammo tana deformatsiyalanganda, ish bajariladi, bu tananing ichki energiyasining o'zgarishining o'lchovidir.
b) jismning boshqa jism bilan noelastik to'qnashuvida uning ichki energiyasi ham o'zgaradi. Avval ko‘rganimizdek, jismlarning noelastik to‘qnashuvi vaqtida ularning kinetik energiyasi pasayadi, u ichki energiyaga aylanadi (masalan, anvil ustida yotgan simga bolg‘a bilan bir necha marta ursangiz, sim qizib ketadi). Jismning kinetik energiyasini o'zgartirish o'lchovi, kinetik energiya teoremasiga ko'ra, ta'sir qiluvchi kuchlarning ishi. Bu ish ichki energiyadagi o'zgarishlarning o'lchovi sifatida ham xizmat qilishi mumkin.
v) tananing ichki energiyasining o'zgarishi ishqalanish kuchi ta'sirida sodir bo'ladi, chunki tajribadan ma'lumki, ishqalanish doimo ishqalanadigan jismlarning haroratining o'zgarishi bilan birga keladi. Ishqalanish kuchining ishi ichki energiya o'zgarishining o'lchovi bo'lib xizmat qilishi mumkin.
2. Foydalanish issiqlik uzatish. Masalan, agar jismni yondirgich alangasiga qo'ysa, uning harorati o'zgaradi va shuning uchun uning ichki energiyasi ham o'zgaradi. Biroq, bu erda hech qanday ish bajarilmadi, chunki tananing o'zi ham, uning qismlari ham ko'rinadigan harakat yo'q edi.
Ish bajarmasdan tizimning ichki energiyasining o'zgarishi deyiladi issiqlik almashinuvi(issiqlik uzatish).
Issiqlik uzatishning uch turi mavjud: o'tkazuvchanlik, konveksiya va radiatsiya.
a) issiqlik o'tkazuvchanligi tana zarralarining termal xaotik harakati tufayli jismlar (yoki tana qismlari) ularning bevosita aloqasida issiqlik almashinuvi jarayonidir. Qattiq jism molekulalarining tebranish amplitudasi qanchalik katta bo'lsa, uning harorati shunchalik yuqori bo'ladi. Gazlarning issiqlik o'tkazuvchanligi ularning to'qnashuvi paytida gaz molekulalari orasidagi energiya almashinuviga bog'liq. Suyuqlik holatida ikkala mexanizm ham ishlaydi. Moddaning issiqlik o'tkazuvchanligi qattiq holatda maksimal, gazsimon holatda esa minimal bo'ladi.
b) Konvektsiya suyuqlik yoki gazning qizdirilgan oqimlari bilan issiqlikni ular egallagan hajmning bir qismidan ikkinchisiga o'tkazishdir.
c) issiqlik uzatish da radiatsiya elektromagnit to'lqinlar yordamida masofada amalga oshiriladi.
Keling, ichki energiyani qanday o'zgartirishni batafsil ko'rib chiqaylik.
Issiqlik miqdori
Ma'lumki, turli xil mexanik jarayonlarda mexanik energiyaning o'zgarishi sodir bo'ladi V. Mexanik energiya o'zgarishining o'lchovi tizimga qo'llaniladigan kuchlarning ishi:
Issiqlik uzatish jarayonida tananing ichki energiyasida o'zgarish sodir bo'ladi. Issiqlik uzatish jarayonida ichki energiyaning o'zgarishi o'lchovi issiqlik miqdori hisoblanadi.
Issiqlik miqdori issiqlik uzatish jarayonida ichki energiya o'zgarishining o'lchovidir.
Shunday qilib, ish ham, issiqlik miqdori ham energiyaning o'zgarishini tavsiflaydi, lekin ichki energiya bilan bir xil emas. Ular tizimning o'zi holatini tavsiflamaydi (ichki energiya kabi), lekin holat o'zgarganda energiyaning bir shakldan ikkinchisiga (bir jismdan ikkinchisiga) o'tish jarayonini aniqlaydi va mohiyatan jarayonning xususiyatiga bog'liq.
Ish va issiqlik o'rtasidagi asosiy farq shundaki
§ ish energiyaning bir turdan ikkinchisiga (mexanikdan ichkiga) aylanishi bilan birga tizimning ichki energiyasini o'zgartirish jarayonini tavsiflaydi;
§ issiqlik miqdori energiya almashinuvi bilan birga bo'lmagan ichki energiyani bir jismdan ikkinchisiga (issiqdan kamroq issiqqa) o'tkazish jarayonini tavsiflaydi.
§ Issiqlik quvvati, haroratni 1 ° S ga o'zgartirish uchun sarflangan issiqlik miqdori. Qattiqroq ta'rifga ko'ra, issiqlik sig'imi- termodinamik kattalik, ifoda bilan aniqlanadi:
§ qaerda D Q- tizimga etkazilgan va Delta;T tomonidan uning haroratining o'zgarishiga sabab bo'lgan issiqlik miqdori. Cheklangan farq nisbati D Q/DT o'rtacha deb ataladi issiqlik sig'imi, cheksiz kichik qiymatlar nisbati d Q/dT- rost issiqlik sig'imi. Chunki d Q demak, davlat funktsiyasining to'liq farqi emas issiqlik sig'imi tizimning ikki holati o'rtasidagi o'tish yo'liga bog'liq. Farqlash issiqlik sig'imi butun tizim (J/K), o'ziga xos issiqlik sig'imi[J/(g K)], molyar issiqlik sig'imi[J/(mol K)]. Quyidagi barcha formulalar molyar qiymatlardan foydalanadi issiqlik sig'imi.
32-savol:
Ichki energiya ikki yo'l bilan o'zgarishi mumkin.
Issiqlik miqdori (Q) - issiqlik almashinuvi natijasida yuzaga keladigan tananing ichki energiyasining o'zgarishi.
Issiqlik miqdori SI tizimida joulda o'lchanadi.
[Q] = 1J.Moddaning o'ziga xos issiqlik sig'imi berilgan moddaning birlik massasining haroratini 1 ° C ga o'zgartirish uchun qancha issiqlik kerakligini ko'rsatadi.
SI tizimidagi o'ziga xos issiqlik sig'imi birligi:
[c] = 1J/kg daraja C.33-savol:
33 Termodinamikaning birinchi qonuni, sistema tomonidan qabul qilingan issiqlik miqdori uning ichki energiyasini o'zgartirishga va tashqi jismlar ustida ishlashga o'tadi. dQ=dU+dA, bu erda dQ - issiqlikning elementar miqdori, dA - elementar ish, dU - ichki energiyaning ortishi. Termodinamikaning birinchi qonunining izoproseslarga tatbiq etilishi
Termodinamik tizimlar bilan sodir bo'ladigan muvozanat jarayonlari orasida quyidagilar mavjud izoprotsesslar, bunda asosiy holat parametrlaridan biri doimiy saqlanadi.
Izoxorik jarayon (V= const). Ushbu jarayonning diagrammasi (izoxora) koordinatalarda R, V y o'qiga parallel to'g'ri chiziq sifatida tasvirlangan (81-rasm), bu erda jarayon 1-2 izoxorik isitish hisoblanadi, va 1 -3 - izoxorik sovutish. Izoxorik jarayonda gaz tashqi jismlarda ishlamaydi,
Izotermik jarayon (T= const). Yuqorida aytib o'tilganidek, § 41, izotermik jarayon Boyl-Mariotte qonuni bilan tavsiflanadi
, gazning kengayishi paytida harorat pasaymasligi uchun, gazni izotermik jarayonda kengayishning tashqi ishiga ekvivalent issiqlik miqdori bilan ta'minlash kerak.34-savol:
34 Adiabatik issiqlik almashinuvi bo'lmagan jarayon deb ataladi ( dQ= 0) tizim va atrof-muhit o'rtasida. Adiabatik jarayonlarga barcha tezkor jarayonlar kiradi. Masalan, tovushning muhitda tarqalish jarayonini adiabatik jarayon deb hisoblash mumkin, chunki tovush to'lqinining tarqalish tezligi shunchalik yuqoriki, to'lqin va muhit o'rtasida energiya almashinuvi sodir bo'lishiga vaqt topa olmaydi. Adiabatik jarayonlar ichki yonuv dvigatellarida (tsilindrlarda yonuvchi aralashmaning kengayishi va siqilishi), sovutish moslamalarida va boshqalarda qo'llaniladi.
Termodinamikaning birinchi qonunidan ( dQ= d U+dA) adiabatik jarayon uchun bundan kelib chiqadi
p /S V =g ni topamizTenglamani p 1 dan p 2 oralig'ida va shunga mos ravishda V 1 dan V 2 gacha integrallash va potentsiallash orqali biz ifodaga kelamiz.
1 va 2 holatlar o'zboshimchalik bilan tanlanganligi sababli, biz yozishimiz mumkin
Ichki energiya ikki yo'l bilan o'zgarishi mumkin.
Agar tanada ish bajarilsa, uning ichki energiyasi ortadi.
Tananing ichki energiyasi(E yoki U deb belgilanadi) - molekulaning molekulyar o'zaro ta'siri va issiqlik harakati energiyalarining yig'indisi. Ichki energiya tizim holatining yagona qiymatli funktsiyasidir. Bu shuni anglatadiki, qachonki tizim ma'lum bir holatda bo'lsa, uning ichki energiyasi tizim tarixidan qat'i nazar, ushbu holatga xos bo'lgan qiymatni oladi. Shunday qilib, bir holatdan ikkinchisiga o'tish paytida ichki energiyaning o'zgarishi, o'tish yo'lidan qat'i nazar, har doim yakuniy va boshlang'ich holatlardagi qiymatlari o'rtasidagi farqga teng bo'ladi.
Tananing ichki energiyasini to'g'ridan-to'g'ri o'lchash mumkin emas. Faqat ichki energiyaning o'zgarishini aniqlash mumkin:
Bu formula termodinamikaning birinchi qonunining matematik ifodasidir
Kvazistatik jarayonlar uchun quyidagi munosabatlar mavjud:
Kelvinda o'lchangan harorat
Entropiya, joul/kelvin bilan o'lchanadi
Paskallarda o'lchangan bosim
Kimyoviy salohiyat
Tizimlardagi zarrachalar soni
Yoqilg'ining yonish issiqligi. shartli yoqilg'i. Yoqilg'i yoqish uchun zarur bo'lgan havo miqdori.
Yoqilg'i sifati uning kalorifik qiymati bilan baholanadi. Qattiq va suyuq yoqilg'ilarni tavsiflash uchun o'ziga xos kalorifik qiymatdan foydalaniladi, bu birlik massasining to'liq yonishi paytida ajralib chiqadigan issiqlik miqdori (kJ / kg). Gazsimon yoqilg'ilar uchun hajmli issiqlik qiymati ishlatiladi, bu birlik hajmining yonishi paytida chiqarilgan issiqlik miqdori (kJ / m3). Bundan tashqari, gazsimon yoqilg'i ba'zi hollarda bir mol gazning to'liq yonishi paytida chiqarilgan issiqlik miqdori bilan baholanadi (kJ / mol).
Yonish issiqligi nafaqat nazariy, balki empirik tarzda ham ma'lum miqdorda yoqilg'ini kaloriyametrlar deb ataladigan maxsus qurilmalarda yoqish orqali aniqlanadi. Yonish issiqligi kolorimetrdagi suv haroratining oshishi bilan baholanadi. Ushbu usul bilan olingan natijalar yoqilg'ining elementar tarkibidan hisoblangan qiymatlarga yaqin.
14-savolIsitish va sovutish vaqtida ichki energiyaning o'zgarishi. Hajmi o'zgarishi bilan gazning ishi.
Tananing ichki energiyasiga bog'liq uning molekulalarining o'rtacha kinetik energiyasiga va bu energiya, o'z navbatida, haroratga bog'liq. Shuning uchun tana haroratini o'zgartirib, biz uning ichki energiyasini ham o'zgartiramiz.Jism qizdirilganda uning ichki energiyasi ortadi, soviganida esa kamayadi.
Tananing ichki energiyasini ish qilmasdan o'zgartirish mumkin. Shunday qilib, masalan, pechka ustidagi choynak suvni isitish yoki qoshiqni bir stakan issiq choyga tushirish orqali uni oshirish mumkin. Olov yoqiladigan kamin, quyosh nuri bilan yoritilgan uyning tomi va boshqalar isitiladi.Bu barcha holatlarda jismlar haroratining oshishi ularning ichki energiyasining oshishini bildiradi, lekin bu o'sish ish qilmasdan sodir bo'ladi. .
Ichki energiyaning o'zgarishi ishlamaydigan tana issiqlik uzatish deb ataladi. Issiqlik almashinuvi har xil haroratga ega bo'lgan jismlar (yoki bir xil tananing qismlari) o'rtasida sodir bo'ladi.
Sovuq qoshiq issiq suv bilan aloqa qilganda, masalan, issiqlik uzatish qanday sodir bo'ladi? Birinchidan, issiq suv molekulalarining o'rtacha tezligi va kinetik energiyasi qoshiq tayyorlangan metall zarralarining o'rtacha tezligi va kinetik energiyasidan oshadi. Ammo qoshiq suv bilan aloqa qiladigan joylarda issiq suv molekulalari kinetik energiyasining bir qismini qoshiq zarralariga o'tkaza boshlaydi va ular tezroq harakatlana boshlaydi. Bunda suv molekulalarining kinetik energiyasi kamayadi, qoshiq zarrachalarining kinetik energiyasi esa ortadi. Energiya bilan birga harorat ham o'zgaradi: suv asta-sekin soviydi, qoshiq esa qiziydi. Ularning haroratining o'zgarishi suv va qoshiq uchun bir xil bo'lguncha sodir bo'ladi.
Issiqlik almashinuvi jarayonida bir jismdan ikkinchisiga o'tkaziladigan ichki energiyaning bir qismi harf bilan belgilanadi va issiqlik miqdori deb ataladi.
Q - issiqlik miqdori.
Issiqlik miqdorini harorat bilan aralashtirib yubormaslik kerak. Harorat darajalarda o'lchanadi va issiqlik miqdori (har qanday boshqa energiya kabi) joul bilan o'lchanadi.
Haroratlari har xil boʻlgan jismlar aloqa qilganda issiqroq jism maʼlum miqdorda issiqlik chiqaradi, sovuqroq jism esa uni oladi.
Izobarik gazni kengaytirishda ishlash. Ko'pgina issiqlik dvigatellarida sodir bo'ladigan asosiy termodinamik jarayonlardan biri ishning bajarilishi bilan gazning kengayish jarayonidir. Gazning izobarik kengayishi paytida bajarilgan ishni aniqlash oson.
Agar gazning izobarik kengayishi paytida V1 hajmdan V2 hajmgacha piston silindrda l masofada harakat qilsa (106-rasm), u holda gaz tomonidan bajarilgan A " ish ga teng bo'ladi.
Bu erda p - gaz bosimi, uning hajmining o'zgarishi.
O'zboshimchalik bilan gazni kengaytirish jarayoni bilan ishlang. V1 hajmdan V2 hajmgacha gazning ixtiyoriy kengayish jarayonini o'zgaruvchan izobar va izoxorik jarayonlar to'plami sifatida tasvirlash mumkin.
Izotermik gazni kengaytirish bilan ishlash. Izoterm va izobar kesimlari ostidagi figuralarning maydonlarini taqqoslab, shunday xulosaga kelish mumkinki, gaz bosimining bir xil boshlang'ich qiymatida V1 hajmdan V2 hajmgacha gazning kengayishi izobar kengayish holatida ko'proq ish bilan birga keladi.
Gazni siqish bilan ishlash. Gaz kengayganda, gaz bosimi kuchi vektorining yo'nalishi siljish vektorining yo'nalishiga to'g'ri keladi, shuning uchun gaz tomonidan bajarilgan A "ish musbat (A" > 0), tashqi kuchlarning A ishi esa manfiy bo'ladi: A \u003d -A "< 0.
Gazni siqish paytida tashqi kuch vektorining yo'nalishi harakat yo'nalishiga to'g'ri keladi, shuning uchun tashqi kuchlarning A ishi musbat (A > 0), gaz tomonidan bajarilgan A ishi esa manfiy (A)< 0).
adiabatik jarayon. Termodinamikada izobar, izoxorik va izotermik jarayonlar bilan bir qatorda adiabatik jarayonlar ham ko‘pincha ko‘rib chiqiladi.
Adiabatik jarayon - termodinamik tizimda atrofdagi jismlar bilan issiqlik almashinuvi bo'lmaganda, ya'ni Q = 0 shartida sodir bo'ladigan jarayon.
15-savol Tananing muvozanat holati uchun shartlar. Quvvat momenti. Balans turlari.
Tabiat va gumanitar fanlardagi bir-biriga bog'liq bo'lgan bir qator hodisalarning muvozanati yoki muvozanati.
Agar ushbu tizimga barcha ta'sirlar boshqalar tomonidan qoplansa yoki umuman bo'lmasa, tizim muvozanat holatida deb hisoblanadi. Shunga o'xshash tushuncha barqarorlikdir. Muvozanat barqaror, beqaror yoki befarq bo'lishi mumkin.
Balansning odatiy misollari:
1. Mexanik muvozanat, statik muvozanat deb ham ataladi, jismning tinch yoki bir tekis harakatlanayotgan holati, bunda unga ta'sir etuvchi kuchlar va momentlar yig'indisi nolga teng.
2. Kimyoviy muvozanat - kimyoviy reaksiya teskari reaksiyaga teng darajada davom etadigan va buning natijasida har bir komponentning miqdori o'zgarmaydigan holat.
3. Insonlar va hayvonlarning jismoniy muvozanati, bu uning zarurligini tushunish va ba'zi hollarda bu muvozanatni sun'iy ravishda saqlash orqali saqlanadi [manba 948 kun ko'rsatilmagan].
4. Termodinamik muvozanat - tizimning ichki jarayonlari makroskopik parametrlarning o'zgarishiga olib kelmaydigan holati (masalan, harorat va bosim).
R algebraik yig'indining nolga tengligi kuchlar momentlari Shuningdek, bu tananing majburiy ravishda dam olishini anglatmaydi. Bir necha milliard yil davomida Yerning o'z o'qi atrofida aylanishi doimiy davr bilan davom etadi, chunki boshqa jismlardan Yerga ta'sir qiluvchi kuchlar momentlarining algebraik yig'indisi juda kichik. Xuddi shu sababga ko'ra, aylanayotgan velosiped g'ildiragi doimiy chastotada aylanishda davom etadi va faqat tashqi kuchlar bu aylanishni to'xtatadi.
Balans turlari. Amalda nafaqat jismlar uchun muvozanat shartining bajarilishi, balki barqarorlik deb ataladigan muvozanatning sifat ko'rsatkichi ham muhim rol o'ynaydi. Jismlar muvozanatining uch turi mavjud: barqaror, beqaror va befarq. Agar kichik tashqi ta'sirlardan so'ng tana o'zining dastlabki muvozanat holatiga qaytsa, muvozanat barqaror deb ataladi. Bu, agar tananing boshlang'ich holatidan istalgan yo'nalishda biroz siljishi bilan tanaga ta'sir qiluvchi kuchlarning natijasi nolga teng bo'lmasa va muvozanat holatiga yo'naltirilgan bo'lsa, sodir bo'ladi. Barqaror muvozanatda, masalan, chuqurchaning pastki qismidagi to'p.
Tananing muvozanatining umumiy sharti. Ikki xulosani birlashtirib, biz jismning muvozanatining umumiy shartini shakllantirishimiz mumkin: jism muvozanatda bo'ladi, agar unga qo'llaniladigan barcha kuchlar vektorlarining geometrik yig'indisi va bu kuchlarning o'qiga nisbatan momentlarining algebraik yig'indisi bo'lsa. aylanish nolga teng.
16-savolBug'lanish va kondensatsiya. Bug'lanish. Qaynayotgan suyuqlik. Suyuqlikning qaynashining bosimga bog'liqligi.
Bug'lanish - suyuqliklarni to'planish holatini o'zgartirish va bug'ga aylanish xususiyati. Faqat tushayotgan suyuqlik yuzasida sodir bo'ladigan bug'lanish bug'lanish deb ataladi. Suyuqlikning butun hajmi bo'ylab bug'lanish qaynash deb ataladi; bosimga qarab ma'lum bir haroratda sodir bo'ladi. Suyuqlikning ma'lum bir haroratda qaynayotgan bosimi deyiladi to'yingan bug 'bosimi pnp, uning qiymati suyuqlik turiga va uning haroratiga bog'liq.
Bug'lanish- moddaning suyuq holatdan gazsimon holatga (bug ') o'tish jarayoni. Bug'lanish jarayoni kondensatsiya jarayoniga teskari (bug'dan suyuqlik holatiga o'tish. Bug'lanish (bug'lanish), moddaning kondensatsiyalangan (qattiq yoki suyuq) fazadan gazsimon (bug') holatiga o'tishi; birinchi tartibli faza. o'tish.
Kondensatsiya - bu bug'lanishning teskari jarayonidir. Kondensatsiya paytida bug 'molekulalari suyuqlikka qaytadi. Yopiq idishda suyuqlik va uning bug'i dinamik muvozanat holatida bo'lishi mumkin, agar suyuqlikdan chiqadigan molekulalar soni bug'dan suyuqlikka qaytgan molekulalar soniga teng bo'lsa, ya'ni bug'lanish va bug'lanish tezligi. kondensatsiya bir xil bo'ladi. Bunday tizim ikki fazali tizim deb ataladi. O'zining suyuqligi bilan muvozanatda bo'lgan bug'ga to'yingan deyiladi. Bir soniyada suyuqlikning sirt birligidan chiqariladigan molekulalar soni suyuqlik haroratiga bog'liq. Bug'dan suyuqlikka qaytadigan molekulalar soni bug' molekulalarining kontsentratsiyasiga va bug'ning harorati bilan belgilanadigan ularning issiqlik harakatining o'rtacha tezligiga bog'liq.
Qaynatish- suyuqlikdagi bug'lanish jarayoni (moddaning suyuqlikdan gazsimon holatga o'tishi), fazalarni ajratish chegaralari paydo bo'lishi bilan. Atmosfera bosimidagi qaynash nuqtasi odatda kimyoviy toza moddaning asosiy fizik-kimyoviy xususiyatlaridan biri sifatida beriladi.
Qaynatish turiga ko'ra farqlanadi:
1. katta hajmda erkin konvektsiya bilan qaynash;
2. majburiy konvektsiya ostida qaynash;
3. shuningdek suyuqlikning o'rtacha haroratiga to'yinganlik haroratiga nisbatan:
4. to'yingan haroratgacha to'liq sovutilgan suyuqlikni qaynatish (yuzaki qaynash);
5. to'yingan haroratgacha qizdirilgan suyuqlikni qaynatish
Pufak
Qaynatish , unda bug'ning davriy ravishda paydo bo'ladigan va o'sib borayotgan pufakchalar shaklida hosil bo'lishi yadroli qaynash deb ataladi. Suyuqlikda (aniqrog'i, qoida tariqasida, devorlarda yoki idishning pastki qismida) sekin qaynayotgan yadroli bug 'bilan to'ldirilgan pufakchalar paydo bo'ladi. Pufakchalar ichidagi suyuqlikning kuchli bug'lanishi tufayli ular o'sadi, suzadi va bug 'suyuqlik ustidagi bug' fazasiga chiqariladi. Bunday holda, devorga yaqin qatlamda suyuqlik biroz qizib ketgan holatda bo'ladi, ya'ni uning harorati nominal qaynash nuqtasidan oshadi. Oddiy sharoitlarda bu farq kichik (bir daraja tartibida).
Film
Issiqlik oqimi ma'lum bir kritik qiymatga ko'tarilganda, alohida pufakchalar birlashib, tomir devori yaqinida doimiy bug 'qatlamini hosil qiladi, ular vaqti-vaqti bilan suyuqlik hajmiga kiradi. Ushbu rejim kino rejimi deb ataladi.
©2015-2019 sayti
Barcha huquqlar ularning mualliflariga tegishli. Ushbu sayt mualliflik huquqiga da'vo qilmaydi, lekin bepul foydalanishni ta'minlaydi.
Sahifaning yaratilgan sanasi: 2016-08-20ichki energiya jismni tashkil etuvchi barcha zarralarning kinetik energiyalari va bu zarralarning bir-biri bilan o'zaro ta'sirining potentsial energiyalarining yig'indisidir. Bunga elektronlarning yadrolar bilan o'zaro ta'sir qilish energiyasi va yadroning tarkibiy qismlarining o'zaro ta'sir qilish energiyasi kiradi.
Ichki energiya uning haroratiga bog'liq. Harorat moddaning zarrachalarining o'rtacha kinetik energiyasini tavsiflaydi. Harorat o'zgarganda, zarralar orasidagi masofa o'zgaradi, shuning uchun ular orasidagi o'zaro ta'sir energiyasi ham o'zgaradi.
Moddaning bir agregat holatidan ikkinchisiga o'tganda ichki energiya ham o'zgaradi. Haroratning o'zgarishi yoki moddaning agregatsiya holati bilan bog'liq jarayonlar deyiladi issiqlik. Issiqlik jarayonlari tananing ichki energiyasining o'zgarishi bilan birga keladi.
Kimyoviy reaksiyalar, yadro reaksiyalari ham organizmning ichki energiyasining o'zgarishi bilan kechadi, chunki. reaksiyalarda ishtirok etuvchi zarrachalarning o'zaro ta'sir energiyasi o'zgaradi. Elektronlarning bir qobiqdan ikkinchisiga o'tishida atomlar energiya chiqarganda yoki yutganda ichki energiya o'zgaradi.
Bittasi ichki energiyani o'zgartirish usullari hisoblanadi Ish. Shunday qilib, ikkita jismning ishqalanishi paytida ularning harorati ko'tariladi, ya'ni. ularning ichki energiyasi ortadi. Masalan, metallarni qayta ishlashda - burg'ulash, tornalash, frezalash.
Har xil haroratli ikkita jism aloqa qilganda, energiya yuqori haroratli jismdan past haroratli jismga o'tadi. Pastroq haroratda energiyani bir jismdan ikkinchisiga o'tkazish jarayoni deyiladi issiqlik uzatish.
Shunday qilib, tabiatda tananing ichki energiyasi o'zgarib turadigan ikkita jarayon mavjud:
a) mexanik energiyaning ichki energiyaga aylanishi va aksincha; ish olib borilayotganda;
b) issiqlik uzatish; hech qanday ish bajarilmaganda.
Agar siz issiq va sovuq suvni aralashtirsangiz, tajribaga ko'ra, issiq suv tomonidan chiqarilgan issiqlik miqdori va sovuq suv tomonidan qabul qilingan issiqlik miqdori bir-biriga teng ekanligini ko'rishingiz mumkin. Tajriba shuni ko'rsatadiki, agar jismlar o'rtasida issiqlik almashinuvi sodir bo'lsa, u holda barcha isituvchi jismlarning ichki energiyasi sovutish jismlarining ichki energiyasi qanchalik kamaysa, shuncha ko'payadi. Shunday qilib, energiya bir jismdan ikkinchisiga o'tadi, lekin barcha jismlarning umumiy energiyasi o'zgarishsiz qoladi. bu energiyaning saqlanish va aylanish qonuni.
Tabiatda sodir bo'ladigan barcha hodisalarda energiya paydo bo'lmaydi va yo'qolmaydi. U faqat bir turdan ikkinchisiga o'zgaradi, uning qiymati saqlanib qoladi.
Masalan, ma'lum tezlikda uchayotgan qo'rg'oshin o'q to'siqqa tegib, qizib ketadi.
Yoki qor bulutidan tushgan muz er yaqinida eriydi.
Quyidagi maqolada biz ichki energiya va uni qanday o'zgartirish haqida gapiramiz. Bu erda biz SE ning umumiy ta'rifi, uning ma'nosi va jismoniy jism, ob'ekt ega bo'lgan energiya holatining ikki xil o'zgarishi bilan tanishamiz. Xususan, issiqlik uzatish fenomeni va ishlarning bajarilishi ko'rib chiqiladi.
Kirish
Ichki energiya - bu termodinamik tizim resursining ma'lum bir mos yozuvlar tizimiga bog'liq bo'lmagan qismi. U o'rganilayotgan muammo doirasida o'z ma'nosini o'zgartirishi mumkin.
Jismning/makroskopik o'lchamdagi ob'ektning markaziy massasi dam olish holati bo'lgan mos yozuvlar tizimidagi teng qiymatli xarakteristikalar bir xil umumiy va ichki energiyaga ega. Ular har doim mos keladi. Ichki energiya tarkibiga kiradigan umumiy energiyani tashkil etuvchi qismlar to'plami doimiy emas va echilayotgan masala shartlariga bog'liq. Boshqacha qilib aytganda, qayta tiklanadigan energiya energiya resursining o'ziga xos turi emas. Bu umumiy energiya tizimining bir qator tarkibiy qismlarining umumiy to'plami bo'lib, ular muayyan vaziyatlarga qarab o'zgaradi. Ichki energiyani o'zgartirish usullari ikkita asosiy printsipga asoslanadi: issiqlik uzatish va ish.
SE termodinamik xususiyatga ega tizimlar uchun o'ziga xos tushunchadir. Bu fizikaga harorat va entropiya, kimyoviy potentsialning o'lchami, tizimni tashkil etuvchi moddalar massasi kabi turli miqdorlardan foydalanishga imkon beradi.
Ishni yakunlash
Jism(lar)ning ichki energiyasini o'zgartirishning ikki yo'li mavjud. Birinchisi ob'ektda to'g'ridan-to'g'ri ishlarni bajarish jarayoni tufayli shakllanadi. Ikkinchisi - issiqlik uzatish hodisasi.
Ishni tananing o'zi bajaradigan hollarda uning ichki energiya indeksi pasayadi. Jarayonni kimdir yoki tananing ustidagi biror narsa tugatsa, uning VE ko'tariladi. Shu bilan birga, mexanik energiya resursining ob'ektga ega bo'lgan ichki energiya turiga aylanishi kuzatiladi. Har bir narsa ham oqishi mumkin va aksincha: mexanikdan ichki.
Issiqlik uzatish SE qiymatini oshiradi. Biroq, agar tana sovib qolsa, unda energiya kamayadi. Issiqlik uzatishning doimiy saqlanishi bilan indikator ortadi. Gazlarning siqilishi SE indeksining oshishiga misol bo'ladi va ularning kengayishi (gazlarning) ichki energiya qiymatining pasayishi oqibatidir.
issiqlik uzatish hodisasi
Issiqlik uzatish usuli bilan ichki energiyaning o'zgarishi energiya potentsialining ortishi / kamayishini anglatadi. U ma'lum (xususan, mexanik) ishni bajarmasdan, tanaga ega. O'tkazilgan energiya miqdori issiqlik (Q, J) deb ataladi va jarayonning o'zi universal ZSEga bo'ysunadi. VEda o'zgarishlar qilish har doim tananing o'zi haroratining oshishi yoki pasayishi bilan namoyon bo'ladi.
Ichki energiyani o'zgartirishning ikkala usuli (ish va issiqlik uzatish) bir vaqtning o'zida bir ob'ektga nisbatan amalga oshirilishi mumkin, ya'ni ular birlashtirilishi mumkin.
SEni, masalan, ishqalanish hosil qilish orqali o'zgartirishingiz mumkin. Bu erda mexanik ishning (ishqalanish) bajarilishi va issiqlik uzatish hodisasi aniq nazorat qilinadi. Ota-bobolarimiz xuddi shunday tarzda olov yoqishga harakat qilishgan. Ular yog'och o'rtasida ishqalanish hosil qildilar, ularning yonish harorati 250 ° C ga to'g'ri keladi.
Ishni bajarish yoki issiqlik uzatish orqali tananing ichki energiyasining o'zgarishi bir xil vaqt oralig'ida sodir bo'lishi mumkin, ya'ni bu ikki turdagi vositalar birgalikda ishlashi mumkin. Biroq, ma'lum bir holatda oddiy ishqalanish etarli bo'lmaydi. Buning uchun bitta shoxni o'tkirlash kerak edi. Hozirgi vaqtda odam boshlari 60-100 ° S haroratda alangalanadigan yonuvchi modda bilan qoplangan gugurtlarni ishqalash orqali olov olishi mumkin. Birinchi bunday mahsulotlar XIX asrning 30-yillarida yaratila boshlandi. Bu fosfor gugurtlari edi. Ular nisbatan past haroratda - 60 ° C da olovga qodir. Hozirgi vaqtda 1855 yilda ishlab chiqarilgan.
Energiyaga qaramlik
Ichki energiyani o'zgartirish usullari haqida gapirganda, bu ko'rsatkichning haroratga bog'liqligini ham eslatib o'tish kerak. Gap shundaki, bu energiya resursining miqdori tananing molekulasida to'plangan kinetik energiyaning o'rtacha qiymati bilan belgilanadi, bu esa o'z navbatida harorat ko'rsatkichiga bevosita bog'liq. Shuning uchun haroratning o'zgarishi har doim SE o'zgarishiga olib keladi. Bundan tashqari, isitish energiyaning ko'payishiga olib keladi va sovutish uning kamayishiga olib keladi.
Harorat va issiqlik uzatish
Tananing ichki energiyasini o'zgartirish usullari quyidagilarga bo'linadi: issiqlik uzatish va mexanik ish. Biroq, issiqlik va harorat miqdori bir xil emasligini bilish muhim bo'ladi. Bu tushunchalarni chalkashtirib yubormaslik kerak. Harorat miqdorlari darajalarda ko'rsatilgan va joul (J) yordamida uzatilgan yoki uzatilgan issiqlik miqdori aniqlanadi.
Biri issiq bo'lgan ikkita jismning aloqasi har doim birining issiqlikni yo'qotishiga (issiqroq), ikkinchisi esa (sovuqroq) olishiga olib keladi.
Shuni ta'kidlash kerakki, tananing VE ni o'zgartirishning ikkala usuli ham har doim bir xil natijalarga olib keladi. Tananing yakuniy holati uning o'zgarishiga qanday yo'l bilan erishilganligini aniqlash mumkin emas.
