როგორ შეგიძლიათ შეცვალოთ თქვენი შინაგანი ენერგია? შინაგანი ენერგიის ცვლილება

პრაქტიკული პრობლემების გადასაჭრელად მნიშვნელოვან როლს ასრულებს არა თავად შინაგანი ენერგია, არამედ მისი ცვლილება Δ უ = უ 2 - უ 1 . შიდა ენერგიის ცვლილება გამოითვლება ენერგიის შენარჩუნების კანონების საფუძველზე.

სხეულის შინაგანი ენერგია შეიძლება შეიცვალოს ორი გზით:

1. დასრულების შემდეგ მექანიკური მუშაობა.

ა) თუ გარე ძალა იწვევს სხეულის დეფორმაციას, მაშინ იცვლება მანძილი ნაწილაკებს შორის, რომელთაგანაც იგი შედგება და შესაბამისად იცვლება ნაწილაკების ურთიერთქმედების პოტენციური ენერგია. არაელასტიური დეფორმაციების დროს, გარდა ამისა, იცვლება სხეულის ტემპერატურა, ე.ი. იცვლება ნაწილაკების თერმული მოძრაობის კინეტიკური ენერგია. მაგრამ როდესაც სხეული დეფორმირებულია, კეთდება მუშაობა, რაც არის სხეულის შინაგანი ენერგიის ცვლილების საზომი.

ბ) სხეულის შინაგანი ენერგიაც იცვლება სხვა სხეულთან მისი არაელასტიური შეჯახებისას. როგორც ადრე ვნახეთ, სხეულების არაელასტიური შეჯახების დროს მათი კინეტიკური ენერგია მცირდება, ის გადაიქცევა შინაგან ენერგიად (მაგალითად, თუ კოჭზე დაყრილ მავთულს ჩაქუჩით რამდენჯერმე დაარტყამთ, მავთული გაცხელდება). სხეულის კინეტიკური ენერგიის ცვლილების საზომი კინეტიკური ენერგიის თეორემის მიხედვით არის მოქმედი ძალების მუშაობა. ეს ნამუშევარი ასევე შეიძლება გახდეს შინაგანი ენერგიის ცვლილებების საზომი.

გ) სხეულის შინაგანი ენერგიის ცვლილება ხდება ხახუნის ძალის გავლენით, ვინაიდან, როგორც გამოცდილებიდან არის ცნობილი, ხახუნს ყოველთვის თან ახლავს ხახუნის სხეულების ტემპერატურის ცვლილება. ხახუნის ძალის მიერ შესრულებული სამუშაო შეიძლება გახდეს შიდა ენერგიის ცვლილების საზომი.

2. გამოყენება სითბოს გაცვლა. მაგალითად, თუ სხეული მოთავსებულია საწვავის ცეცხლში, მისი ტემპერატურა შეიცვლება, შესაბამისად, შეიცვლება მისი შინაგანი ენერგიაც. თუმცა აქ არანაირი სამუშაო არ გაკეთებულა, რადგან არც სხეულისა და არც მისი ნაწილების თვალსაჩინო მოძრაობა არ იყო.

სისტემის შიდა ენერგიის ცვლილება სამუშაოს შესრულების გარეშე ეწოდება სითბოს გაცვლა(სითბოს გადაცემა).

სითბოს გადაცემის სამი ტიპი არსებობს: გამტარობა, კონვექცია და გამოსხივება.

ა) თბოგამტარობაარის სხეულებს (ან სხეულის ნაწილებს) შორის სითბოს გაცვლის პროცესი მათი უშუალო კონტაქტის დროს, გამოწვეული სხეულის ნაწილაკების თერმული ქაოტური მოძრაობით. რაც უფრო მაღალია ტემპერატურა, მით მეტია მყარი სხეულის მოლეკულების ვიბრაციის ამპლიტუდა. აირების თბოგამტარობა განპირობებულია გაზის მოლეკულებს შორის ენერგიის გაცვლით მათი შეჯახების დროს. სითხეების შემთხვევაში ორივე მექანიზმი მუშაობს. ნივთიერების თერმული კონდუქტომეტრი მყარ მდგომარეობაში მაქსიმალურია და მინიმალური აირის მდგომარეობაში.

ბ) კონვექციაწარმოადგენს სითბოს გადაცემას სითხის ან აირის გაცხელებული ნაკადებით მოცულობის ზოგიერთი უბნიდან სხვებზე.

გ) თბოგაცვლა ზე რადიაციაგანხორციელდა მანძილზე ელექტრომაგნიტური ტალღების საშუალებით.

მოდით უფრო დეტალურად განვიხილოთ შინაგანი ენერგიის შეცვლის გზები.

სითბოს რაოდენობა

როგორც ცნობილია, სხვადასხვა მექანიკური პროცესის დროს ხდება მექანიკური ენერგიის ცვლილება ვ. მექანიკური ენერგიის ცვლილების საზომია სისტემაზე გამოყენებული ძალების მუშაობა:

სითბოს გაცვლის დროს ხდება სხეულის შინაგანი ენერგიის ცვლილება. სითბოს გადაცემის დროს შიდა ენერგიის ცვლილების საზომია სითბოს რაოდენობა.

სითბოს რაოდენობაარის სითბოს გადაცემის დროს შიდა ენერგიის ცვლილების საზომი.

ამრიგად, მუშაობაც და სითბოს რაოდენობაც ახასიათებს ენერგიის ცვლილებას, მაგრამ არ არის იდენტური შინაგანი ენერგიისა. ისინი არ ახასიათებენ თავად სისტემის მდგომარეობას (როგორც შინაგანი ენერგია), მაგრამ განსაზღვრავენ ენერგიის გადასვლის პროცესს ერთი ტიპიდან მეორეზე (ერთი სხეულიდან მეორეზე), როდესაც მდგომარეობა იცვლება და მნიშვნელოვნად არის დამოკიდებული პროცესის ბუნებაზე.

სამუშაოსა და სითბოს შორის მთავარი განსხვავება ისაა

§ ნამუშევარი ახასიათებს სისტემის შინაგანი ენერგიის შეცვლის პროცესს, რომელსაც თან ახლავს ენერგიის გარდაქმნა ერთი ტიპიდან მეორეზე (მექანიკურიდან შიდაში);

§ სითბოს რაოდენობა ახასიათებს შინაგანი ენერგიის გადაცემის პროცესს ერთი სხეულიდან მეორეზე (უფრო გახურებულიდან ნაკლებად გაცხელებამდე), რომელსაც არ ახლავს ენერგიის გარდაქმნები.

§ სითბოს ტევადობა, სითბოს რაოდენობა, რომელიც მოხმარებულია ტემპერატურის 1°C-ით შესაცვლელად. უფრო მკაცრი განმარტებით, სითბოს ტევადობა- თერმოდინამიკური რაოდენობა, რომელიც განისაზღვრება გამოსახულებით:

§ სადაც Δ ქ- სითბოს რაოდენობა, რომელიც გადაეცემა სისტემას და იწვევს მისი ტემპერატურის ცვლილებას დელტას მიერ; T. სასრული სხვაობის შეფარდება Δ ქ/ΔТ ეწოდება საშუალო სითბოს ტევადობა, უსასრულო სიდიდეების შეფარდება დ Q/dT- მართალია სითბოს ტევადობა. მას შემდეგ, რაც დ ქარ არის სახელმწიფო ფუნქციის სრული დიფერენციალი, მაშინ სითბოს ტევადობადამოკიდებულია სისტემის ორ მდგომარეობას შორის გადასვლის გზაზე. გამოარჩევენ სითბოს ტევადობასისტემა მთლიანობაში (ჯ/კ), სპეციფიკური სითბოს ტევადობა[J/(გ K)], მოლარული სითბოს ტევადობა[ჯ/(მოლ K)]. ქვემოთ მოყვანილი ყველა ფორმულა იყენებს მოლარულ რაოდენობას სითბოს ტევადობა.

კითხვა 32:

შინაგანი ენერგია შეიძლება შეიცვალოს ორი გზით.

სითბოს რაოდენობა (Q) არის სხეულის შინაგანი ენერგიის ცვლილება, რომელიც ხდება სითბოს გადაცემის შედეგად.

სითბოს რაოდენობა იზომება SI ერთეულებში ჯოულებში.
[Q] = 1ჯ.

ნივთიერების სპეციფიკური თბოტევადობა გვიჩვენებს, თუ რამდენი სითბოა საჭირო მოცემული ნივთიერების ერთეული მასის ტემპერატურის 1°C-ით შესაცვლელად.
სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრის SI ერთეული:
[c] = 1 ჯ/კგ °C.

კითხვა 33:

33 თერმოდინამიკის პირველი კანონი არის სითბოს რაოდენობა, რომელსაც სისტემა იღებს მისი შინაგანი ენერგიის შესაცვლელად და გარე სხეულებზე მუშაობის შესასრულებლად. dQ=dU+dA, სადაც dQ არის სითბოს ელემენტარული რაოდენობა, dA არის ელემენტარული სამუშაო, dU არის შიდა ენერგიის ნამატი. თერმოდინამიკის პირველი კანონის გამოყენება იზოპროცესებზე
თერმოდინამიკური სისტემებით მიმდინარე წონასწორობის პროცესებს შორის გამოირჩევა შემდეგი: იზოპროცესები, რომელშიც ერთ-ერთი ძირითადი მდგომარეობის პარამეტრი მუდმივი რჩება.
იზოქორული პროცესი (ვ=კონსტ). ამ პროცესის დიაგრამა (იზოკორი)კოორდინატებში R, ვგამოსახულია ორდინატთა ღერძის პარალელურად სწორი ხაზის სახით (სურ. 81), სადაც პროცესია 1-2 არის იზოქორული გათბობა და 1 -3 - იზოქორული გაგრილება. იზოქორული პროცესის დროს გაზი არ მოქმედებს გარე სხეულებზე. იზოთერმული პროცესი (თ=კონსტ). როგორც უკვე მითითებულია §41-ში, იზოთერმული პროცესი აღწერილია ბოილ-მარიოტის კანონით.
იმისთვის, რომ გაზის გაფართოებისას ტემპერატურა არ შემცირდეს, იზოთერმული პროცესის დროს გაზს უნდა მიეწოდოს გაფართოების გარე სამუშაოს ექვივალენტური სითბო.

კითხვა 34:

34 ადიაბატურიარის პროცესი, რომელშიც არ ხდება სითბოს გაცვლა ( dQ= 0) სისტემასა და გარემოს შორის. ყველა სწრაფი პროცესი შეიძლება კლასიფიცირდეს ადიაბატურ პროცესებად. მაგალითად, გარემოში ბგერის გავრცელების პროცესი შეიძლება ჩაითვალოს ადიაბატურ პროცესად, ვინაიდან ბგერითი ტალღის გავრცელების სიჩქარე იმდენად მაღალია, რომ ენერგიის გაცვლას ტალღასა და გარემოს შორის დრო არ აქვს. ადიაბატური პროცესები გამოიყენება შიგაწვის ძრავებში (წვადი ნარევის გაფართოება და შეკუმშვა ცილინდრებში), სამაცივრო ბლოკებში და ა.შ.
თერმოდინამიკის პირველი კანონიდან ( dQ=დ U+dA) ადიაბატური პროცესისთვის გამომდინარეობს რომ
p /С V =γ , ვპოულობთ

განტოლების ინტეგრირებით დიაპაზონში p 1-დან p 2-მდე და, შესაბამისად, V 1-დან V 2-მდე და გაძლიერებით, მივდივართ გამოსახულებამდე

ვინაიდან 1 და 2 მდგომარეობები არჩეულია თვითნებურად, შეგვიძლია დავწეროთ

შინაგანი ენერგია შეიძლება შეიცვალოს ორი გზით.

თუ სხეულზე მუშაობა კეთდება, მისი შინაგანი ენერგია იზრდება.

სხეულის შინაგანი ენერგია(აღნიშნავს როგორც E ან U) არის მოლეკულური ურთიერთქმედების და მოლეკულის თერმული მოძრაობების ენერგიების ჯამი. შიდა ენერგია არის სისტემის მდგომარეობის უნიკალური ფუნქცია. ეს ნიშნავს, რომ როდესაც სისტემა აღმოჩნდება მოცემულ მდგომარეობაში, მისი შინაგანი ენერგია იღებს ამ მდგომარეობის თანდაყოლილ ღირებულებას, მიუხედავად სისტემის წინა ისტორიისა. შესაბამისად, ერთი მდგომარეობიდან მეორეზე გადასვლისას შინაგანი ენერგიის ცვლილება ყოველთვის ტოლი იქნება მის მნიშვნელობებს შორის განსხვავებას საბოლოო და საწყის მდგომარეობებში, მიუხედავად იმისა, თუ რა გზაზე მოხდა გადასვლა.

სხეულის შინაგანი ენერგიის პირდაპირ გაზომვა შეუძლებელია. თქვენ შეგიძლიათ განსაზღვროთ მხოლოდ შიდა ენერგიის ცვლილება:

ეს ფორმულა არის თერმოდინამიკის პირველი კანონის მათემატიკური გამოხატულება

კვაზი-სტატიკური პროცესებისთვის შემდეგი კავშირი მოქმედებს:

ტემპერატურა იზომება კელვინებში

ენტროპია იზომება ჯოულებში/კელვინში

წნევა იზომება პასკალებში

ქიმიური პოტენციალი

ნაწილაკების რაოდენობა სისტემებში

საწვავის წვის სითბო. პირობითი საწვავი. საწვავის წვისთვის საჭირო ჰაერის რაოდენობა.

საწვავის ხარისხი ფასდება მისი კალორიული ღირებულებით. მყარი და თხევადი საწვავის დასახასიათებლად გამოიყენება წვის სპეციფიური სითბო, რაც არის მასის ერთეულის სრული წვის დროს გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობა (კჯ/კგ). აირისებრი საწვავისთვის გამოიყენება მოცულობითი კალორიულობის მაჩვენებელი, რომელიც წარმოადგენს ერთეული მოცულობის წვის დროს გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობას (კჯ/მ3). გარდა ამისა, აირისებრი საწვავი ზოგ შემთხვევაში ფასდება ერთი მოლის გაზის სრული წვის დროს გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობით (კჯ/მოლი).

წვის სიცხე განისაზღვრება არა მხოლოდ თეორიულად, არამედ ექსპერიმენტულად, საწვავის გარკვეული რაოდენობის წვით სპეციალურ მოწყობილობებში, სახელწოდებით კალორიმეტრები. წვის სიცხე ფასდება კოლორიმეტრში წყლის ტემპერატურის ზრდით. ამ მეთოდით მიღებული შედეგები ახლოსაა საწვავის ელემენტარული შემადგენლობიდან გამოთვლილ მნიშვნელობებთან.

კითხვა 14შიდა ენერგიის ცვლილება გათბობისა და გაგრილების დროს. გაზის მუშაობა, როდესაც მოცულობა იცვლება.

სხეულის შინაგანი ენერგია დამოკიდებულიამისი მოლეკულების საშუალო კინეტიკურ ენერგიაზე და ეს ენერგია, თავის მხრივ, დამოკიდებულია ტემპერატურაზე. ამიტომ სხეულის ტემპერატურის ცვლილებით ვცვლით მის შინაგან ენერგიას, სხეულის გაცხელებისას მისი შინაგანი ენერგია იზრდება, გაციებისას კი მცირდება.

სხეულის შინაგანი ენერგია შეიძლება შეიცვალოს სამუშაოს გარეშე. მაგალითად, მისი გაზრდა შესაძლებელია გაზქურაზე წყლის ქვაბის გაცხელებით ან ჩაის კოვზის ჩაშვებით ცხელ ჩაის ჭიქაში. ბუხარი, რომელშიც ცეცხლი ანთებულია, მზისგან განათებული სახლის სახურავი და ა.შ.. სხეულების ტემპერატურის მატება ყველა ამ შემთხვევაში ნიშნავს მათი შინაგანი ენერგიის ზრდას, მაგრამ ეს მატება ხდება სამუშაოს შესრულების გარეშე. .

შინაგანი ენერგიის ცვლილებასხეულს მუშაობის გარეშე ეწოდება სითბოს გადაცემა. სითბოს გაცვლა ხდება სხეულებს შორის (ან იმავე სხეულის ნაწილებს შორის), რომლებსაც აქვთ განსხვავებული ტემპერატურა.

როგორ ხდება, მაგალითად, სითბოს გადაცემა ცივი კოვზი ცხელ წყალთან შეხებისას? პირველი, ცხელი წყლის მოლეკულების საშუალო სიჩქარე და კინეტიკური ენერგია აღემატება ლითონის ნაწილაკების საშუალო სიჩქარეს და კინეტიკურ ენერგიას, საიდანაც მზადდება კოვზი. მაგრამ იმ ადგილებში, სადაც კოვზი შედის წყალთან, ცხელი წყლის მოლეკულები იწყებენ თავიანთი კინეტიკური ენერგიის ნაწილის კოვზის ნაწილაკებზე გადატანას და ისინი უფრო სწრაფად იწყებენ მოძრაობას. წყლის მოლეკულების კინეტიკური ენერგია მცირდება, ხოლო კოვზის ნაწილაკების კინეტიკური ენერგია იზრდება. ენერგიასთან ერთად ტემპერატურაც იცვლება: წყალი თანდათან კლებულობს, კოვზი თბება. მათი ტემპერატურა იცვლება მანამ, სანამ ერთნაირი არ გახდება როგორც წყალში, ასევე კოვზში.

სითბოს გაცვლის დროს ერთი სხეულიდან მეორეში გადაცემული შინაგანი ენერგიის ნაწილი აღინიშნება ასოთი და ეწოდება სითბოს რაოდენობას.

Q არის სითბოს რაოდენობა.

სითბოს რაოდენობა არ უნდა აგვერიოს ტემპერატურასთან. ტემპერატურა იზომება გრადუსით, ხოლო სითბოს რაოდენობა (როგორც ნებისმიერი სხვა ენერგია) იზომება ჯოულებში.

როდესაც სხვადასხვა ტემპერატურის მქონე სხეულები კონტაქტშია, უფრო ცხელი სხეული გამოსცემს გარკვეულ სითბოს და ცივი სხეული იღებს მას.

მუშაობა გაზის იზობარული გაფართოების ქვეშ. ერთ-ერთი მთავარი თერმოდინამიკური პროცესი, რომელიც ხდება უმეტეს სითბოს ძრავებში, არის გაზის გაფართოების პროცესი სამუშაოს შესრულებასთან ერთად. გაზის იზობარული გაფართოების დროს შესრულებული სამუშაოს დადგენა ადვილია.

თუ გაზის იზობარული გაფართოების დროს V1 მოცულობიდან V2 მოცულობამდე დგუში ცილინდრში მოძრაობს მანძილი l (ნახ. 106), მაშინ გაზის მიერ შესრულებული სამუშაო A” უდრის.

სადაც p არის გაზის წნევა და არის მისი მოცულობის ცვლილება.

მუშაობა გაზის თვითნებური გაფართოების პროცესთან.გაზის გაფართოების თვითნებური პროცესი V1 ტომიდან V2 მოცულობამდე შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც ალტერნატიული იზობარული და იზოქორული პროცესების ერთობლიობა.

მუშაობა იზოთერმული გაზის გაფართოების ქვეშ. იზოთერმისა და იზობარის მონაკვეთების ქვეშ არსებული ფიგურების არეების შედარებისას შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ გაზის გაფართოება V1 მოცულობიდან V2 მოცულობამდე გაზის წნევის იმავე საწყისი მნიშვნელობით იზობარული გაფართოების შემთხვევაში თან ახლავს მეტი სამუშაოს შესრულებას.

მუშაობა გაზის შეკუმშვის დროს. როდესაც გაზი ფართოვდება, გაზის წნევის ძალის ვექტორის მიმართულება ემთხვევა გადაადგილების ვექტორის მიმართულებას, ამიტომ გაზის მიერ შესრულებული სამუშაო A" დადებითია (A" > 0), ხოლო გარე ძალების სამუშაო A უარყოფითია: A = -A"< 0.

როცა აირი შეკუმშულიაგარე ძალის ვექტორის მიმართულება ემთხვევა გადაადგილების მიმართულებას, ამიტომ გარე ძალების მუშაობა A დადებითია (A > 0), ხოლო სამუშაო A" შესრულებული გაზის მიერ არის უარყოფითი (A"< 0).

ადიაბატური პროცესი. იზობარული, იზოქორული და იზოთერმული პროცესების გარდა, თერმოდინამიკაში ხშირად განიხილება ადიაბატური პროცესები.

ადიაბატური პროცესი არის პროცესი, რომელიც ხდება თერმოდინამიკურ სისტემაში მიმდებარე სხეულებთან სითბოს გაცვლის არარსებობის შემთხვევაში, ანუ Q = 0 პირობით.

კითხვა 15 სხეულის წონასწორობის პირობები. ძალაუფლების მომენტი. ბალანსის სახეები.

საბუნებისმეტყველო და ჰუმანიტარულ მეცნიერებებში გარკვეული რაოდენობის დაკავშირებული ფენომენების წონასწორობა, ანუ ბალანსი.

სისტემა ითვლება წონასწორობაში, თუ ამ სისტემაზე ყველა ზემოქმედება კომპენსირებულია სხვების მიერ ან საერთოდ არ არსებობს. მსგავსი კონცეფციაა მდგრადობა. წონასწორობა შეიძლება იყოს სტაბილური, არასტაბილური ან გულგრილი.

წონასწორობის ტიპიური მაგალითები:

1. მექანიკური წონასწორობა, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც სტატიკური წონასწორობა, არის სხეულის მდგომარეობა მოსვენებულ მდგომარეობაში ან ერთგვაროვან მოძრაობაში, რომელშიც მასზე მოქმედი ძალებისა და მომენტების ჯამი ნულის ტოლია.

2. ქიმიური წონასწორობა - პოზიცია, რომელშიც ქიმიური რეაქცია მიმდინარეობს იმავე ზომით, როგორც საპირისპირო რეაქცია და შედეგად არ იცვლება თითოეული კომპონენტის რაოდენობა.

3. ადამიანებისა და ცხოველების ფიზიკური წონასწორობა, რომელიც შენარჩუნებულია მისი აუცილებლობის გაცნობიერებით და ზოგ შემთხვევაში ამ ბალანსის ხელოვნურად შენარჩუნებით [წყარო არ არის მითითებული 948 დღე].

4. თერმოდინამიკური წონასწორობა არის სისტემის მდგომარეობა, რომელშიც მისი შიდა პროცესები არ იწვევს მაკროსკოპულ პარამეტრებში (როგორიცაა ტემპერატურა და წნევა) ცვლილებებს.

რალგებრული ჯამის ნულის ტოლობა ძალის მომენტებიარ ნიშნავს, რომ სხეული აუცილებლად ისვენებს. რამდენიმე მილიარდი წლის განმავლობაში დედამიწის ბრუნვა მისი ღერძის გარშემო გრძელდება მუდმივი პერიოდით ზუსტად იმიტომ, რომ სხვა სხეულებიდან დედამიწაზე მოქმედი ძალების მომენტების ალგებრული ჯამი ძალიან მცირეა. ამავე მიზეზით, მოძრავი ველოსიპედის ბორბალი აგრძელებს ბრუნვას მუდმივი სიხშირით და მხოლოდ გარე ძალები აჩერებენ ამ ბრუნვას.

ბალანსის სახეები. პრაქტიკაში მნიშვნელოვან როლს თამაშობს არა მხოლოდ სხეულთა წონასწორობის პირობის შესრულება, არამედ წონასწორობის თვისებრივი მახასიათებელი, რომელსაც სტაბილურობა ეწოდება. არსებობს სხეულების წონასწორობის სამი ტიპი: სტაბილური, არასტაბილური და გულგრილი. წონასწორობას ეწოდება სტაბილური, თუ მცირე გარეგანი ზემოქმედების შემდეგ სხეული უბრუნდება თავის თავდაპირველ წონასწორობას. ეს ხდება იმ შემთხვევაში, თუ სხეულის უმნიშვნელო გადაადგილებით ნებისმიერი მიმართულებით საწყისი პოზიციიდან, სხეულზე მოქმედი ძალების შედეგი ხდება ნულოვანი და მიმართულია წონასწორობის პოზიციისკენ. მაგალითად, ბურთი სტაბილურ წონასწორობაშია ჩაღრმავების ბოლოში.

სხეულის წონასწორობის ზოგადი მდგომარეობა. ორი დასკვნის კომბინაციით, ჩვენ შეგვიძლია ჩამოვაყალიბოთ სხეულის წონასწორობის ზოგადი პირობა: სხეული წონასწორობაშია, თუ მასზე გამოყენებული ყველა ძალის ვექტორების გეომეტრიული ჯამი და ამ ძალების მომენტების ალგებრული ჯამი ღერძთან მიმართებაში. ბრუნვის ტოლია ნულის.

კითხვა 16აორთქლება და კონდენსაცია. აორთქლება. მდუღარე სითხე. სითხის დუღილის დამოკიდებულება წნევაზე.

აორთქლება -წვეთოვანი სითხეების თვისება შეცვალოს მათი აგრეგაციის მდგომარეობა და გადაიქცეს ორთქლად. ორთქლის წარმოქმნას, რომელიც ხდება მხოლოდ წვეთოვანი სითხის ზედაპირზე, ეწოდება აორთქლება. აორთქლებას სითხის მთელი მოცულობის მანძილზე ადუღება ეწოდება; ეს ხდება გარკვეულ ტემპერატურაზე, რაც დამოკიდებულია წნევაზე. წნევას, რომლის დროსაც სითხე დუღს მოცემულ ტემპერატურაზე, ეწოდება გაჯერებული ორთქლის წნევა pnp, მისი მნიშვნელობა დამოკიდებულია სითხის ტიპზე და მის ტემპერატურაზე.

აორთქლება- ნივთიერების გადასვლის პროცესი თხევადი მდგომარეობიდან აირისებრ მდგომარეობაში (ორთქლი). აორთქლების პროცესი არის კონდენსაციის პროცესის საპირისპირო პროცესი (ორთქლის მდგომარეობიდან თხევად მდგომარეობაში გადასვლა. აორთქლება (აორთქლება), ნივთიერების გადასვლა შედედებული (მყარი ან თხევადი) ფაზიდან აირისებრ (ორთქლზე); პირველი რიგის ფაზის გადასვლა.

კონდენსაცია -ეს არის აორთქლების საპირისპირო პროცესი. კონდენსაციის დროს ორთქლის მოლეკულები ბრუნდება სითხეში. დახურულ ჭურჭელში სითხე და მისი ორთქლი შეიძლება იყოს დინამიური წონასწორობის მდგომარეობაში, როდესაც სითხედან გამოსული მოლეკულების რაოდენობა უდრის ორთქლიდან სითხეში დაბრუნებული მოლეკულების რაოდენობას, ანუ როდესაც აორთქლების სიჩქარე და კონდენსაცია იგივეა. ასეთ სისტემას ორფაზიანი ეწოდება. ორთქლს, რომელიც წონასწორობაშია თავის სითხესთან, ეწოდება გაჯერებული. სითხის ერთეული ზედაპირიდან ერთ წამში გამოსხივებული მოლეკულების რაოდენობა დამოკიდებულია სითხის ტემპერატურაზე. ორთქლიდან სითხეში დაბრუნებული მოლეკულების რაოდენობა დამოკიდებულია ორთქლის მოლეკულების კონცენტრაციაზე და მათი თერმული მოძრაობის საშუალო სიჩქარეზე, რომელიც განისაზღვრება ორთქლის ტემპერატურით.

მდუღარე- სითხეში აორთქლების პროცესი (ნივთიერების გადასვლა თხევადიდან აირად მდგომარეობაში), ფაზური გამოყოფის საზღვრების გამოჩენით. ატმოსფერულ წნევაზე დუღილის წერტილი ჩვეულებრივ მოცემულია, როგორც ქიმიურად სუფთა ნივთიერების ერთ-ერთი მთავარი ფიზიკურ-ქიმიური მახასიათებელი.

დუღილი გამოირჩევა ტიპის მიხედვით:

1. თავისუფალი კონვექციით დუღილი დიდი მოცულობით;

2. დუღილი იძულებითი კონვექციის ქვეშ;

3. ასევე სითხის საშუალო ტემპერატურასთან გაჯერების ტემპერატურასთან მიმართებაში:

4. გაჯერების ტემპერატურამდე ქვეგახურებული სითხის დუღილი (ზედაპირის დუღილი);

5. გაჯერების ტემპერატურამდე გახურებული სითხის დუღილი

Ბუშტი

მდუღარე , რომელშიც ორთქლი წარმოიქმნება პერიოდულად ბირთვული და მზარდი ბუშტების სახით, ეწოდება ნუკლეატების დუღილი. ბირთვების ნელი დუღილის დროს სითხეში ჩნდება ორთქლით სავსე ბუშტები (უფრო ზუსტად, ჩვეულებრივ, ჭურჭლის კედლებზე ან ფსკერზე). ბუშტების შიგნით სითხის ინტენსიური აორთქლების გამო ისინი იზრდება, ცურავს და ორთქლი გამოიყოფა სითხის ზემოთ ორთქლის ფაზაში. ამ შემთხვევაში, კედელთან ახლოს სითხე ოდნავ გადახურებულ მდგომარეობაშია, ანუ მისი ტემპერატურა აღემატება ნომინალურ დუღილს. ნორმალურ პირობებში, ეს განსხვავება მცირეა (ერთი ხარისხის ბრძანებით).

ფილმი

როდესაც სითბოს ნაკადი იზრდება გარკვეულ კრიტიკულ მნიშვნელობამდე, ცალკეული ბუშტები ერწყმის, ჭურჭლის კედელთან უწყვეტი ორთქლის ფენას წარმოქმნის, რომელიც პერიოდულად იშლება სითხის მოცულობაში. ამ რეჟიმს ფილმის რეჟიმი ეწოდება.

©2015-2019 საიტი
ყველა უფლება ეკუთვნის მათ ავტორებს. ეს საიტი არ აცხადებს ავტორობას, მაგრამ უზრუნველყოფს უფასო გამოყენებას.
გვერდის შექმნის თარიღი: 2016-08-20

სხეულის შინაგანი ენერგია არ არის რაიმე სახის მუდმივი მნიშვნელობა. ის შეიძლება შეიცვალოს იმავე სხეულში.

ტემპერატურის მატებასთან ერთად იზრდება სხეულის შინაგანი ენერგია, ვინაიდან მოლეკულების მოძრაობის საშუალო სიჩქარე იზრდება.

შესაბამისად, იზრდება ამ სხეულის მოლეკულების კინეტიკური ენერგია. ტემპერატურის კლებასთან ერთად, პირიქით, მცირდება სხეულის შინაგანი ენერგია.

ამრიგად, სხეულის შინაგანი ენერგია იცვლება, როდესაც იცვლება მოლეკულების მოძრაობის სიჩქარე.

შევეცადოთ გაერკვნენ, თუ როგორ გავზარდოთ ან შევამციროთ მოლეკულების მოძრაობის სიჩქარე. ამისათვის მოდით გავაკეთოთ შემდეგი ექსპერიმენტი. სადგამზე დავამაგროთ თითბერის თხელკედლიანი მილი (სურ. 3). მილში ჩაასხით ცოტაოდენი ეთერი და დახურეთ საცობით. შემდეგ მილს თოკით მოვახვევთ და დავიწყებთ სწრაფ გადაადგილებას ერთი მიმართულებით, შემდეგ მეორეში. გარკვეული პერიოდის შემდეგ, ეთერი ადუღდება და ორთქლი ამოიღებს შტეფსელს. გამოცდილება გვიჩვენებს, რომ ეთერის შინაგანი ენერგია გაიზარდა: ის ხომ გაცხელდა და ადუღდა კიდეც.

ბრინჯი. 3. სხეულის შინაგანი ენერგიის გაზრდა მასზე მუშაობისას

შინაგანი ენერგიის მატება მოხდა მილის თოკით გახეხვისას ჩატარებული სამუშაოს შედეგად.

სხეულების გათბობა ასევე ხდება ზემოქმედების, გაფართოებისა და მოხრის დროს, ანუ დეფორმაციის დროს. სხეულის შინაგანი ენერგია ყველა ზემოთ ჩამოთვლილ მაგალითში იზრდება.

აქედან გამომდინარე, სხეულის შინაგანი ენერგია შეიძლება გაიზარდოს სხეულზე მუშაობისას.

თუ სხეული თავად აკეთებს სამუშაოს, მაშინ ის შინაგანი ენერგია მცირდება.

მოდით გავაკეთოთ შემდეგი ექსპერიმენტი.

ჰაერს სქელკედლიან შუშის ჭურჭელში, საცობით დახურულში, მასში სპეციალური ნახვრეტით ვატუმბავთ (სურ. 4).

ბრინჯი. 4. სხეულის შინაგანი ენერგიის დაქვეითება, როცა სამუშაოს თავად სხეული ასრულებს

გარკვეული პერიოდის შემდეგ, კორპის ჭურჭლიდან ამოვარდება. იმ მომენტში, როდესაც კორპის ჭურჭელი ამოდის კონტეინერიდან, იქმნება ნისლი. მისი გარეგნობა ნიშნავს, რომ ჭურჭელში ჰაერი გაცივდა. ჭურჭელში შეკუმშული ჰაერი, რომელიც ამოძრავებს დანამატს, მუშაობს. ამ საქმეს ის შინაგანი ენერგიის ხარჯზე აკეთებს, რომელიც იკლებს. შინაგანი ენერგიის შემცირების შესახებ შეიძლება ვიმსჯელოთ ჭურჭელში ჰაერის გაგრილებით. Ისე, სხეულის შინაგანი ენერგია შეიძლება შეიცვალოს სამუშაოს შესრულებისას.

სხეულის შინაგანი ენერგია შეიძლება შეიცვალოს სხვა გზით, სამუშაოს შესრულების გარეშე. მაგალითად, ქურაზე დადებულ ქვაბში წყალი დუღს. ოთახში ჰაერი და სხვადასხვა საგნები თბება ცენტრალური გათბობის რადიატორით, სახლების სახურავები თბება მზის სხივებით და ა.შ. ყველა ამ შემთხვევაში სხეულების ტემპერატურა მატულობს, რაც ნიშნავს მათი შინაგანი ენერგიის მატებას. მაგრამ სამუშაო არ სრულდება.

ნიშნავს, შინაგანი ენერგიის ცვლილება შეიძლება მოხდეს არა მხოლოდ შესრულებული სამუშაოს შედეგად.

როგორ ავხსნათ შინაგანი ენერგიის ზრდა ამ შემთხვევებში?

განვიხილოთ შემდეგი მაგალითი.

ჩადეთ ლითონის ქსოვის ნემსი ჭიქა ცხელ წყალში. ცხელი წყლის მოლეკულების კინეტიკური ენერგია უფრო მეტია, ვიდრე ცივი ლითონის ნაწილაკების კინეტიკური ენერგია. ცხელი წყლის მოლეკულები ცივ ლითონის ნაწილაკებთან ურთიერთობისას გადასცემს მათ კინეტიკური ენერგიის ნაწილს. ამის შედეგად წყლის მოლეკულების ენერგია საშუალოდ შემცირდება, ხოლო ლითონის ნაწილაკების ენერგია გაიზრდება. წყლის ტემპერატურა დაიკლებს და ლითონის სპიკერის ტემპერატურა თანდათან მოიმატებს. გარკვეული დროის შემდეგ მათი ტემპერატურა გათანაბრდება. ეს გამოცდილება ცხადყოფს სხეულის შინაგანი ენერგიის ცვლილებას.

Ისე, სხეულების შინაგანი ენერგია შეიძლება შეიცვალოს სითბოს გადაცემით.

შინაგანი ენერგიის შეცვლის პროცესს სხეულზე ან თავად სხეულზე მუშაობის გარეშე ეწოდება სითბოს გადაცემა.

სითბოს გადაცემა ყოველთვის ხდება გარკვეული მიმართულებით: უფრო მაღალი ტემპერატურის მქონე სხეულებიდან დაბალი ტემპერატურის მქონე სხეულებამდე.

როდესაც სხეულის ტემპერატურა გათანაბრდება, სითბოს გადაცემა ჩერდება.

სხეულის შინაგანი ენერგია შეიძლება შეიცვალოს ორი გზით: მექანიკური სამუშაოების შესრულებით ან სითბოს გადაცემით.

სითბოს გადაცემა, თავის მხრივ, შეიძლება განხორციელდეს: 1) თბოგამტარობა; 2) კონვექცია; 3) რადიაცია.

კითხვები

1. სურათი 3-ის გამოყენებით უთხარით, როგორ იცვლება სხეულის შინაგანი ენერგია მასზე მუშაობისას.
2. აღწერეთ ექსპერიმენტი, რომელიც აჩვენებს, რომ სხეულს შეუძლია შეასრულოს მუშაობა შინაგანი ენერგიის გამოყენებით.
3. მიეცით სხეულის შინაგანი ენერგიის ცვლილების მაგალითები სითბოს გადაცემით.
4. ახსენით ნივთიერების მოლეკულური აგებულების საფუძველზე ცხელ წყალში ჩაძირული ქსოვის ნემსის გათბობა.
5. რა არის სითბოს გადაცემა?
6. რა არის სხეულის შინაგანი ენერგიის შეცვლის ორი გზა?

სავარჯიშო 2

1. ხახუნის ძალა მოქმედებს სხეულზე. იცვლება თუ არა სხეულის შინაგანი ენერგია? რა ნიშნებით შეგვიძლია ვიმსჯელოთ ამაზე?
2. სწრაფი რაპელის დროს ხელები ცხელდება. ახსენით, რატომ ხდება ეს.

ვარჯიში

მოათავსეთ მონეტა პლაივუდის ნაჭერზე ან ხის დაფაზე. დააჭირეთ მონეტა დაფას და სწრაფად გადაიტანეთ ერთი მიმართულებით ან სხვა მიმართულებით. ყურადღება მიაქციეთ რამდენჯერ გჭირდებათ მონეტა გადაადგილება, რათა ის თბილი და ცხელი იყოს. გამოიტანეთ დასკვნა შესრულებულ სამუშაოსა და სხეულის შინაგანი ენერგიის მატებას შორის კავშირის შესახებ.

ამიტომ, სხეულის ტემპერატურის შეცვლით, ჩვენ ვცვლით მის შინაგან ენერგიას. როდესაც სხეული თბება, მისი შინაგანი ენერგია იზრდება, გაციებისას კი მცირდება.

მოდით გავაკეთოთ ექსპერიმენტი. სადგამზე ვამაგრებთ თითბერის თხელკედლიან მილს. ჩაასხით მასში ეთერი და მჭიდროდ დახურეთ საცობით. ახლა მოდით შემოვახვიოთ თოკი მილის გარშემო და დავიწყოთ მილის გახეხვა, სწრაფად ჩავჭიმოთ იგი თოკში ერთი მიმართულებით ან სხვა მიმართულებით. გარკვეული პერიოდის შემდეგ, ეთერთან მილის შიდა ენერგია იმდენად გაიზრდება, რომ ეთერი ადუღდება და მიღებულ ორთქლს გამოაქვს საცობი (სურ. 60).

ეს გამოცდილება აჩვენებს ამას სხეულის შინაგანი ენერგია შეიძლება შეიცვალოს სხეულზე სამუშაოს შესრულებით, კერძოდ, ხახუნით.

ხახუნის გზით ხის ნაჭრის შინაგანი ენერგიის შეცვლით, ჩვენი წინაპრები ცეცხლს ქმნიდნენ. ხის აალების ტემპერატურაა 250 °C. ამიტომ ხანძრის მისაღებად საჭიროა ხის ერთი ნაჭერი მეორეზე გახეხეთ, სანამ მათი ტემპერატურა არ მიაღწევს ამ მნიშვნელობას. ადვილია? როდესაც ჟიულ ვერნის რომანის "იდუმალი კუნძულის" გმირები ცდილობდნენ ამ გზით ცეცხლის გაჩენას, მათ არ გამოუვიდათ.

„ნებისა და პენკროფის მიერ დახარჯული ენერგია რომ გარდაიქმნას სითბოდ, ეს ალბათ საკმარისი იქნებოდა ოკეანეში მიმავალი ორთქლის გემის ქვაბის გასათბობად. მაგრამ მათი ძალისხმევის შედეგი იყო ნულოვანი. ხის ნაჭრები, თუმცა, გაცხელდა. მაგრამ გაცილებით ნაკლებია, ვიდრე თავად მონაწილეები ეს ოპერაცია.

ერთსაათიანი მუშაობის შემდეგ პენკროფი ოფლში იყო მოსვრილი და შეშის ნატეხები გაღიზიანებულმა გადაყარა და თქვა:
- არ მითხრათ, რომ ველურები ცეცხლს ასე ანათებენ! მირჩევნია დავიჯერო, რომ ზაფხულში თოვს. ალბათ უფრო ადვილია გაანათო საკუთარი ხელისგულები ერთმანეთთან შეხებით“.

მათი წარუმატებლობის მიზეზი ის იყო, რომ ცეცხლი უნდა გამოეწვია არა უბრალოდ ერთი ხის ნაჭერი მეორეზე, არამედ ბასრი ჯოხით ფიცარში გაბურღვით (სურ. 61). შემდეგ, გარკვეული ოსტატობით, შეგიძლიათ გაზარდოთ ტემპერატურა კვერთხის ბუდეში 20 °C-ით 1 წამში. ხოლო ჯოხის წვამდე მიყვანას დასჭირდება მხოლოდ 250/20 = 12,5 წამი!

დღესაც ბევრი ადამიანი ცეცხლს ხახუნის შედეგად „ამუშავებს“ - ასანთის ასანთის კოლოფს ასხამს. რამდენი ხნის წინ გამოჩნდა მატჩები? პირველი (ფოსფორის) ასანთის წარმოება 30-იან წლებში დაიწყო. XIX საუკუნე ფოსფორი ანთებს საკმაოდ დაბალ სითბოზე - მხოლოდ 60 ° C-მდე. ამიტომ, ფოსფორის ასანთის გასანათებლად საკმარისი იყო მისი დარტყმა თითქმის ნებისმიერ ზედაპირზე (უახლოესი კედლიდან ჩექმის ზევით). თუმცა, ეს მატჩები ძალიან საშიში იყო: ისინი შხამიანი და ადვილად წვის გამო, ხშირად იწვევდნენ ხანძარს. უსაფრთხოების ასანთი (რომელსაც დღესაც ვიყენებთ) გამოიგონეს 1855 წელს შვედეთში (აქედან გამომდინარე, მათი სახელწოდება "შვედური მატჩები"). ამ მატჩებში ფოსფორი იცვლება სხვა აალებადი ნივთიერებებით.

ასე რომ, ხახუნის საშუალებით შეგიძლიათ გაზარდოთ ნივთიერების ტემპერატურა. სხეულზე სამუშაოს შესრულება(მაგალითად, ტყვიის ნაჭერზე ჩაქუჩით დარტყმა, მავთულის მოღუნვა და მოხსნა, ერთი ობიექტის მეორის ზედაპირზე გადატანა ან ცილინდრში შემავალი გაზის შეკუმშვა დგუშით) ჩვენ ვზრდით მის შინაგან ენერგიას. თუ სხეული თავად ასრულებს სამუშაოს" (შინაგანი ენერგიის გამო), შემდეგ სხეულის შინაგანი ენერგია მცირდება და სხეული კლებულობს.

მოდით დავაკვირდეთ ამას ექსპერიმენტულად. აიღეთ სქელკედლიანი მინის ჭურჭელი და მჭიდროდ დახურეთ ნახვრეტიანი რეზინის საცობით. ამ ხვრელის მეშვეობით, ტუმბოს გამოყენებით, ჩვენ დავიწყებთ ჰაერის გადატუმბვას ჭურჭელში. გარკვეული პერიოდის შემდეგ საცობი ხმაურით გამოფრინდება ჭურჭლიდან და თავად ჭურჭელში ნისლი გაჩნდება (სურ. 62). ნისლის გამოჩენა ნიშნავს, რომ ჭურჭელში ჰაერი გაცივდა და, შესაბამისად, მისი შინაგანი ენერგია შემცირდა. ეს აიხსნება იმით, რომ ჭურჭელში შეკუმშული ჰაერი, რომელიც ამოძრავებდა დანამატს, მუშაობდა მისი შიდა ენერგიის შემცირებით. ამიტომ ჰაერის ტემპერატურა დაეცა.

სხეულის შინაგანი ენერგია შეიძლება შეიცვალოს სამუშაოს გარეშე. მაგალითად, მისი გაზრდა შესაძლებელია გაზქურაზე წყლის ქვაბის გაცხელებით ან ჩაის კოვზის ჩაშვებით ცხელ ჩაის ჭიქაში. ბუხარი, რომელშიც ცეცხლი ანთებულია, მზისგან განათებული სახლის სახურავი და ა.შ.. სხეულების ტემპერატურის მატება ყველა ამ შემთხვევაში ნიშნავს მათი შინაგანი ენერგიის ზრდას, მაგრამ ეს მატება ხდება სამუშაოს შესრულების გარეშე. .

სხეულის შინაგანი ენერგიის ცვლილება სამუშაოს შესრულების გარეშე ეწოდება სითბოს გაცვლა. სითბოს გაცვლა ხდება სხეულებს შორის (ან იმავე სხეულის ნაწილებს შორის), რომლებსაც აქვთ განსხვავებული ტემპერატურა.

როგორ ხდება, მაგალითად, სითბოს გადაცემა ცივი კოვზი ცხელ წყალთან შეხებისას? პირველი, ცხელი წყლის მოლეკულების საშუალო სიჩქარე და კინეტიკური ენერგია აღემატება ლითონის ნაწილაკების საშუალო სიჩქარეს და კინეტიკურ ენერგიას, საიდანაც მზადდება კოვზი. მაგრამ იმ ადგილებში, სადაც კოვზი შედის წყალთან, ცხელი წყლის მოლეკულები იწყებენ თავიანთი კინეტიკური ენერგიის ნაწილის კოვზის ნაწილაკებზე გადატანას და ისინი უფრო სწრაფად იწყებენ მოძრაობას. წყლის მოლეკულების კინეტიკური ენერგია მცირდება, ხოლო კოვზის ნაწილაკების კინეტიკური ენერგია იზრდება. ენერგიასთან ერთად ტემპერატურაც იცვლება: წყალი თანდათან კლებულობს, კოვზი თბება. მათი ტემპერატურა იცვლება მანამ, სანამ ერთნაირი არ გახდება როგორც წყალში, ასევე კოვზში.

სითბოს გაცვლის დროს ერთი სხეულიდან მეორეში გადაცემული შინაგანი ენერგიის ნაწილი აღინიშნება ასოთი და ე.წ სითბოს რაოდენობა.
Q არის სითბოს რაოდენობა.

სითბოს რაოდენობა არ უნდა აგვერიოს ტემპერატურასთან. ტემპერატურა იზომება გრადუსით, ხოლო სითბოს რაოდენობა (როგორც ნებისმიერი სხვა ენერგია) იზომება ჯოულებში.

როდესაც სხვადასხვა ტემპერატურის მქონე სხეულები კონტაქტშია, უფრო ცხელი სხეული გამოსცემს გარკვეულ სითბოს და ცივი სხეული იღებს მას.

ამრიგად, შინაგანი ენერგიის შეცვლის ორი გზა არსებობს: 1) სამუშაოს კეთებადა 2) სითბოს გაცვლა. ამ მეთოდებიდან პირველის განხორციელებისას სხეულის შინაგანი ენერგია იცვლება A სამუშაოს რაოდენობით, ხოლო მეორის განხორციელებისას - გადაცემული Q სითბოს ოდენობის ტოლი რაოდენობით.

საინტერესოა, რომ ორივე მეთოდმა შეიძლება გამოიწვიოს ზუსტად იგივე შედეგები. აქედან გამომდინარე, შეუძლებელია იმის დადგენა, თუ რომელი მეთოდით იქნა მიღწეული საბოლოო შედეგით. ამრიგად, მაგიდიდან გახურებული ფოლადის ქსოვის ნემსის აღებით, ჩვენ ვერ ვიტყვით, როგორ გაცხელდა - ხახუნით ან ცხელ სხეულთან შეხებით. პრინციპში, ეს შეიძლება იყოს ერთი ან მეორე.

1. დაასახელეთ სხეულის შინაგანი ენერგიის შეცვლის ორი გზა. 2. მოიყვანეთ სხეულის შინაგანი ენერგიის გაზრდის მაგალითები მასზე მუშაობის შესრულებით. 3. მოიყვანეთ მაგალითები სითბოს გაცვლის შედეგად სხეულის შინაგანი ენერგიის მატებისა და შემცირების შესახებ. 4. რა არის სითბოს რაოდენობა? როგორ არის დანიშნული? 5. რა ერთეულებით იზომება სითბოს რაოდენობა? 6. რა გზებით შეიძლება ცეცხლის გაჩენა? 7. როდის დაიწყო ასანთის წარმოება?

დაჭერით მონეტა ან ფოლგის ნაჭერი მუყაოზე ან ხის ნაჭერზე. როდესაც გააკეთეთ ჯერ 10, შემდეგ 20 და ა.შ მოძრაობა ამა თუ იმ მიმართულებით, შენიშნეთ რა ემართება სხეულების ტემპერატურას ხახუნის დროს. როგორ არის დამოკიდებული სხეულის შინაგანი ენერგიის ცვლილება შესრულებული სამუშაოს რაოდენობაზე?

წარმოდგენილია მკითხველების მიერ ინტერნეტ საიტებიდან

უფასო ელექტრონული პუბლიკაციები, ფიზიკის ბიბლიოთეკა, ფიზიკის გაკვეთილები, ფიზიკის პროგრამა, ფიზიკის გაკვეთილის ჩანაწერები, ფიზიკის სახელმძღვანელოები, მზა საშინაო დავალება

გაკვეთილის შინაარსი გაკვეთილის შენიშვნებიდამხმარე ჩარჩო გაკვეთილის პრეზენტაციის აჩქარების მეთოდები ინტერაქტიული ტექნოლოგიები ივარჯიშე ამოცანები და სავარჯიშოები თვითშემოწმების სემინარები, ტრენინგები, შემთხვევები, კვესტები საშინაო დავალების განხილვის კითხვები რიტორიკული კითხვები სტუდენტებისგან ილუსტრაციები აუდიო, ვიდეო კლიპები და მულტიმედიაფოტოები, ნახატები, გრაფიკა, ცხრილები, დიაგრამები, იუმორი, ანეგდოტები, ხუმრობები, კომიქსები, იგავი, გამონათქვამები, კროსვორდები, ციტატები დანამატები რეფერატებისტატიების ხრიკები ცნობისმოყვარე საწოლებისთვის სახელმძღვანელოები ძირითადი და ტერმინების დამატებითი ლექსიკონი სხვა სახელმძღვანელოების და გაკვეთილების გაუმჯობესებასახელმძღვანელოში არსებული შეცდომების გასწორებასახელმძღვანელოში ფრაგმენტის განახლება, გაკვეთილზე ინოვაციის ელემენტები, მოძველებული ცოდნის ახლით ჩანაცვლება მხოლოდ მასწავლებლებისთვის სრულყოფილი გაკვეთილებიწლის კალენდარული გეგმა, მეთოდოლოგიური რეკომენდაციები, სადისკუსიო პროგრამები ინტეგრირებული გაკვეთილები

ქვემოთ მოცემულ სტატიაში ვისაუბრებთ შინაგან ენერგიაზე და მის შეცვლაზე. აქ ჩვენ გავეცნობით VE-ს ზოგად განმარტებას, მის მნიშვნელობას და მდგომარეობის ორი ტიპის ცვლილებას იმ ენერგიით, რომელსაც ფლობს ფიზიკური სხეული ან ობიექტი. კერძოდ, განხილული იქნება სითბოს გადაცემის და მუშაობის ფენომენი.

შესავალი

შიდა ენერგია არის თერმოდინამიკური სისტემის რესურსის ის ნაწილი, რომელიც არ არის დამოკიდებული კონკრეტულ საცნობარო სისტემაზე. მას შეუძლია შეცვალოს მისი მნიშვნელობა შესწავლილი პრობლემის ფარგლებში.

საცნობარო ჩარჩოში თანაბარი მნიშვნელობის მახასიათებლებს, რომელთა მიმართაც სხეულის/მაკროსკოპული განზომილების ობიექტის ცენტრალური მასა დასვენების მდგომარეობაა, აქვთ იგივე მთლიანი და შინაგანი ენერგია. ისინი ყოველთვის ემთხვევა ერთმანეთს. ნაწილების ერთობლიობა, რომლებიც ქმნიან შიდა ენერგიაში შემავალ მთლიან ენერგიას, არ არის მუდმივი და დამოკიდებულია მოგვარებული პრობლემის პირობებზე. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, RE არ არის ენერგორესურსების სპეციფიკური ტიპი. იგი წარმოადგენს მთელი რიგი ენერგეტიკული სისტემის კომპონენტების მთლიანობას, რომლებიც განსხვავდება კონკრეტულ სიტუაციებში. შიდა ენერგიის შეცვლის მეთოდები ეფუძნება ორ ძირითად პრინციპს: სითბოს გადაცემას და მუშაობას.

VE არის სპეციფიკური კონცეფცია თერმოდინამიკური ხასიათის სისტემებისთვის. ეს საშუალებას აძლევს ფიზიკოსებს წარმოადგინონ სხვადასხვა რაოდენობა, როგორიცაა ტემპერატურა და ენტროპია, ქიმიური პოტენციალის განზომილება და სისტემას ქმნიან ნივთიერებების მასა.

სამუშაოს დასრულება

სხეულის (სხეულების) შინაგანი ენერგიის შეცვლის ორი გზა არსებობს. პირველი იქმნება ობიექტზე პირდაპირი სამუშაოს შესრულების პროცესში. მეორე არის სითბოს გადაცემის ფენომენი.

იმ შემთხვევებში, როდესაც სამუშაოს თავად სხეული ასრულებს, მისი შინაგანი ენერგიის მაჩვენებელი შემცირდება. როდესაც პროცესი დაასრულებს ვინმეს ან რამეს სხეულზე, მაშინ მისი VE მნიშვნელობა გაიზრდება. ამ შემთხვევაში ხდება მექანიკური ენერგიის რესურსის ტრანსფორმაცია ენერგიის შიდა ტიპად, რომელსაც აქვს ობიექტი. ყველაფერი ასევე შეიძლება შემოვა პირიქით: მექანიკური შიდა.

სითბოს გადაცემა ზრდის HE-ს მნიშვნელობას. თუმცა, თუ სხეული გაცივდა, მაშინ ენერგია შემცირდება. სითბოს გადაცემის მუდმივი შენარჩუნებით, მაჩვენებელი გაიზრდება. აირების შეკუმშვა ემსახურება VE ინდექსის გაზრდის მაგალითს, ხოლო მათი გაფართოება (აირების) არის შიდა ენერგიის ღირებულების შემცირების შედეგი.

სითბოს გადაცემის ფენომენი

სითბოს გადაცემით შიდა ენერგიის ცვლილება წარმოადგენს ენერგეტიკული პოტენციალის მატებას/კლებას. სხეული ფლობს მას გარკვეული (კერძოდ მექანიკური) სამუშაოს შესრულების გარეშე. გადაცემული ენერგიის რაოდენობას ეწოდება სითბო (Q, J), ხოლო თავად პროცესი ექვემდებარება ზოგად ZSE-ს. VE-ში ცვლილებები ყოველთვის აისახება სხეულის ტემპერატურის მატებით ან შემცირებით.

შიდა ენერგიის შეცვლის ორივე მეთოდი (მუშაობა და სითბოს გადაცემა) შეიძლება განხორციელდეს ერთ ობიექტთან მიმართებაში ერთდროულად, ანუ მათი გაერთიანება.

VE შეიძლება შეიცვალოს, მაგალითად, ხახუნის შექმნით. აქ აშკარად კონტროლდება მექანიკური სამუშაოების შესრულება (ხახუნი) და სითბოს გაცვლის ფენომენი. ჩვენი წინაპრებიც ანალოგიურად ცდილობდნენ ცეცხლის გაჩენას. მათ შექმნეს ხახუნი ხეს შორის, რომლის აალების ტემპერატურა შეესაბამება 250 ° C-ს.

სხეულის შინაგანი ენერგიის ცვლილება სამუშაოს ან სითბოს გადაცემის გზით შეიძლება მოხდეს დროის ერთსა და იმავე პერიოდში, ანუ ამ ორი ტიპის საშუალებებს შეუძლიათ ერთად იმუშაონ. თუმცა, მარტივი ხახუნი კონკრეტულ შემთხვევაში არ იქნება საკმარისი. ამისათვის ერთი ტოტი უნდა გამკაცრდეს. ამჟამად ადამიანს ცეცხლის გაჩენა შეუძლია ასანთის გახეხვით, რომლის თავები დაფარულია აალებადი ნივთიერებით, რომელიც ანთებს 60-100 ° C ტემპერატურაზე. პირველი ასეთი პროდუქტების შექმნა მე-19 საუკუნის 30-იან წლებში დაიწყო. ეს იყო ფოსფორის ასანთი. მათ შეუძლიათ აალება შედარებით დაბალ ტემპერატურაზე - 60 ° C. ამჟამად გამოიყენება, რომლებიც წარმოებაში შევიდა 1855 წელს.

ენერგეტიკული დამოკიდებულება

შინაგანი ენერგიის შეცვლის გზებზე საუბრისას, ასევე მნიშვნელოვანი იქნება აღვნიშნოთ ამ ინდიკატორის დამოკიდებულება ტემპერატურაზე. ფაქტია, რომ ამ ენერგეტიკული რესურსის რაოდენობა განისაზღვრება სხეულის მოლეკულაში კონცენტრირებული კინეტიკური ენერგიის საშუალო რაოდენობით, რაც, თავის მხრივ, პირდაპირ დამოკიდებულია ტემპერატურაზე. ამ მიზეზით, ტემპერატურის ცვლილება ყოველთვის იწვევს VE-ს ცვლილებას. აქედან გამომდინარეობს ისიც, რომ გათბობა იწვევს ენერგიის მატებას, გაგრილება კი მის შემცირებას.

ტემპერატურა და სითბოს გადაცემა

სხეულის შინაგანი ენერგიის შეცვლის ხერხები იყოფა: სითბოს გადაცემად და მექანიკურ მუშაობად. თუმცა, მნიშვნელოვანია იცოდეთ, რომ სითბოს რაოდენობა და ტემპერატურა არ არის იგივე. ეს ცნებები არ უნდა იყოს აღრეული. ტემპერატურის მნიშვნელობები განისაზღვრება გრადუსით, ხოლო გადაცემული ან გადაცემული სითბოს რაოდენობა განისაზღვრება ჯოულით (J).

ორი სხეულის შეხება, რომელთაგან ერთი უფრო ცხელი იქნება, ყოველთვის იწვევს ერთის მიერ სითბოს დაკარგვას (უფრო ცხელი) და მის მიღებას მეორის მიერ (უფრო ცივი).

მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ სხეულის VE-ის შეცვლის ორივე მეთოდი ყოველთვის იწვევს ერთსა და იმავე შედეგებს. შეუძლებელია ზუსტად დადგინდეს, თუ როგორ მიღწეული იქნა მისი ცვლილება სხეულის საბოლოო მდგომარეობიდან გამომდინარე.