LovesTheTeam.com

Vnitřní energie těla

Vnitřní energie každého těla je spojenapohyb a stav částic (molekul, atomů) hmoty. Je-li známa celková energie těla, vnitřní energie může být nalezena tím, že se z celkového pohybu celého těla vyloučíme jako makroskopický objekt, stejně jako energie interakce daného těla s potenciálními poli. Také interní energie obsahuje vibrační energii molekul a potenciální energii intermolekulárních interakcí. Pokud mluvíme o ideálním plynu, pak hlavní přínos k vnitřní energii poskytuje kinetická součást. Celková vnitřní energie se rovná součtu energie jednotlivých částic. Jak je dobře známo, kinetická energie translačního pohybu materiálu, která simuluje částice hmoty, silně závisí na rychlosti jejího pohybu. Je také třeba poznamenat, že energie vibračních a rotačních pohybů závisí na jejich intenzitě. Zapamatujte si z průběhu molekulární fyziky vzorec pro vnitřní energii ideálního monatomického plynu. Vyjadřuje se jako součet kinetických složek všech plynových částic, které lze zprůměrovat. Průměrování všech částic vede k explicitní závislosti vnitřní energie na tělesné teplotě, stejně jako k počtu stupňů volnosti částic. Zejména pro monatomický ideální plyn, jehož částice mají pouze tři stupně volnosti translačního pohybu, je vnitřní energie přímo úměrná třem druhým produktům Boltzmannovy konstanty a teploty.

Závislost na teplotě

Takže vnitřní energie těla je vlastnězobrazuje kinetickou energii pohybu částic. Abychom pochopili, jaký je vztah této energie s teplotou, je třeba určit fyzikální význam teplotní hodnoty. Pokud je nádoba naplněna plynem a má vyhřívané pohyblivé stěny, zvýší se její objem. To znamená, že vnitřní tlak se zvýšil. Tlak plynu je vyvolán nárazem částic na stěnu nádoby. Jakmile se tlak zvětšil, nárazová síla se také zvýšila, což naznačuje, že rychlost molekul se zvyšuje. Zvýšení teploty plynu vedlo ke zvýšení rychlosti molekul. To je podstatou teploty. Nyní je zřejmé, že zvýšení teploty vedoucí ke zvýšení rychlosti pohybu částic znamená zvýšení kinetické energie intramolekulárního pohybu a tím i zvýšení vnitřní energie.