किसी भी पिंड की आंतरिक ऊर्जा पदार्थ के कणों (अणुओं, परमाणुओं) की गति और स्थिति से जुड़ी होती है। यदि किसी पिंड की कुल ऊर्जा ज्ञात है, तो एक स्थूल वस्तु के रूप में पूरे शरीर की कुल गति को छोड़कर, साथ ही संभावित क्षेत्रों के साथ इस शरीर की बातचीत की ऊर्जा को छोड़कर आंतरिक ऊर्जा पाई जा सकती है।

इसके अलावा, आंतरिक ऊर्जा में अणुओं की कंपन ऊर्जा और अंतर-आणविक संपर्क की संभावित ऊर्जा शामिल होती है। यदि हम एक आदर्श गैस के बारे में बात कर रहे हैं, तो आंतरिक ऊर्जा में मुख्य योगदान गतिज घटक द्वारा किया जाता है। कुल आंतरिक ऊर्जा व्यक्तिगत कणों की ऊर्जा के योग के बराबर होती है।

जैसा कि ज्ञात है, किसी भौतिक बिंदु की स्थानांतरीय गति की गतिज ऊर्जा, जो पदार्थ के एक कण को ​​मॉडल करती है, दृढ़ता से उसकी गति की गति पर निर्भर करती है। यह भी ध्यान देने योग्य है कि कंपन और घूर्णी आंदोलनों की ऊर्जा उनकी तीव्रता पर निर्भर करती है।

अपने आणविक भौतिकी पाठ्यक्रम से एक आदर्श मोनोआटोमिक गैस की आंतरिक ऊर्जा का सूत्र याद रखें। इसे सभी गैस कणों के गतिज घटकों के योग के माध्यम से व्यक्त किया जाता है, जिसका औसत निकाला जा सकता है। सभी कणों के औसत से शरीर के तापमान पर आंतरिक ऊर्जा की स्पष्ट निर्भरता होती है, साथ ही कणों की स्वतंत्रता की डिग्री की संख्या पर भी।

विशेष रूप से, एक मोनोआटोमिक आदर्श गैस के लिए, जिसके कणों में स्थानांतरीय गति की स्वतंत्रता की केवल तीन डिग्री होती है, आंतरिक ऊर्जा बोल्ट्ज़मैन के स्थिरांक और तापमान के उत्पाद के तीन गुना के सीधे आनुपातिक होती है।

तापमान पर निर्भरता

तो, किसी पिंड की आंतरिक ऊर्जा वास्तव में कण गति की गतिज ऊर्जा को दर्शाती है। इस ऊर्जा और तापमान के बीच संबंध को समझने के लिए तापमान मान का भौतिक अर्थ निर्धारित करना आवश्यक है। यदि आप गैस से भरे और चल दीवारों वाले बर्तन को गर्म करते हैं, तो इसका आयतन बढ़ जाएगा। इससे पता चलता है कि अंदर दबाव बढ़ गया है. बर्तन की दीवारों पर कणों के प्रभाव से गैस का दबाव बनता है।

चूंकि दबाव बढ़ गया है, इसका मतलब है कि प्रभाव का बल भी बढ़ गया है, जो अणुओं की गति की गति में वृद्धि का संकेत देता है। इस प्रकार, गैस के तापमान में वृद्धि से अणुओं की गति की गति में वृद्धि हुई। यही तापमान का सार है. अब यह स्पष्ट हो गया है कि तापमान में वृद्धि, जिससे कणों की गति की गति में वृद्धि होती है, में वृद्धि होती है गतिज ऊर्जाइंट्रामोल्युलर मूवमेंट, और इसलिए आंतरिक ऊर्जा में वृद्धि।

एमकेटी के अनुसार, सभी पदार्थ ऐसे कणों से बने होते हैं जो निरंतर तापीय गति में होते हैं और एक दूसरे के साथ परस्पर क्रिया करते हैं। इसलिए, भले ही शरीर गतिहीन हो और शून्य संभावित ऊर्जा हो, इसमें ऊर्जा (आंतरिक ऊर्जा) होती है, जो शरीर को बनाने वाले सूक्ष्म कणों की गति और अंतःक्रिया की कुल ऊर्जा है। आंतरिक ऊर्जा में शामिल हैं:

1. अणुओं की अनुवादात्मक, घूर्णी और कंपन गति की गतिज ऊर्जा;
2. परमाणुओं और अणुओं की परस्पर क्रिया की संभावित ऊर्जा;
3. अंतरापरमाणु और अंतरापरमाणु ऊर्जा।

थर्मोडायनामिक्स में, प्रक्रियाओं को ऐसे तापमान पर माना जाता है जिस पर अणुओं में परमाणुओं की कंपन गति उत्तेजित नहीं होती है, यानी। 1000 K से अधिक तापमान पर नहीं। इन प्रक्रियाओं में, आंतरिक ऊर्जा के केवल पहले दो घटक बदलते हैं। इसलिए, के तहत आंतरिक ऊर्जाऊष्मप्रवैगिकी में शरीर के सभी अणुओं और परमाणुओं की गतिज ऊर्जा और उनकी परस्पर क्रिया की संभावित ऊर्जा का योग समझें.

किसी पिंड की आंतरिक ऊर्जा उसकी तापीय अवस्था निर्धारित करती है और एक अवस्था से दूसरी अवस्था में संक्रमण के दौरान बदलती है। इस अवस्था में शरीर में एक सुस्पष्ट आंतरिक ऊर्जा होती है, उस प्रक्रिया से स्वतंत्र जिसके परिणामस्वरूप यह इस अवस्था में आया। इसलिए, आंतरिक ऊर्जा को अक्सर कहा जाता है शरीर की स्थिति का कार्य.

चूँकि एक आदर्श गैस के अणु एक दूसरे के साथ परस्पर क्रिया नहीं करते हैं, उनकी स्थितिज ऊर्जा शून्य होती है और एक आदर्श गैस की आंतरिक ऊर्जा उसके सभी अणुओं की गतिज ऊर्जा होती है।

एक अणु की औसत गतिज ऊर्जा \(~\mathcal h W_k \mathcal i = \frac i2 kT\).

गैस में अणुओं की संख्या \(~N = \frac mM N_A\).

इसलिए, एक आदर्श गैस की आंतरिक ऊर्जा होती है

\(~U = N \mathcal h W_k \mathcal i = \frac mM N_A \frac i2 kT .\)

ध्यान में रख कर के.एन.ए= आरहमारे पास सार्वभौमिक गैस स्थिरांक है

\(~U = \frac i2 \frac mM RT\) एक आदर्श गैस की आंतरिक ऊर्जा है। (1)

विशेष रूप से, एक मोनोआटोमिक गैस \(~U = \frac 32 \frac mM RT\) के लिए।

इन सूत्रों से यह स्पष्ट है कि एक आदर्श गैस की आंतरिक ऊर्जा केवल तापमान और अणुओं की संख्या पर निर्भर करती हैऔर यह आयतन या दबाव पर निर्भर नहीं करता है। इसलिए, एक आदर्श गैस की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन केवल उसके तापमान में परिवर्तन से निर्धारित होता है और यह उस प्रक्रिया की प्रकृति पर निर्भर नहीं करता है जिसमें गैस एक अवस्था से दूसरी अवस्था में गुजरती है:

\(~\Delta U = U_2 - U_1 = \frac i2 \frac mM R \Delta T ,\)

कहां Δ टी = टी 2 - टी 1 .

वास्तविक गैसों के अणु एक दूसरे के साथ परस्पर क्रिया करते हैं और इसलिए उनमें स्थितिज ऊर्जा होती है डब्ल्यूपी, जो अणुओं के बीच की दूरी और इसलिए, गैस द्वारा घेरे गए आयतन पर निर्भर करता है।

इस प्रकार, किसी वास्तविक गैस की आंतरिक ऊर्जा उसके तापमान, आयतन और आणविक संरचना पर निर्भर करती है।

समाधान करना व्यावहारिक मुद्देयह स्वयं आंतरिक ऊर्जा नहीं है जो महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, बल्कि इसका परिवर्तन Δ है यू = यू 2 - यू 1. आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन की गणना ऊर्जा संरक्षण के नियमों के आधार पर की जाती है।

साहित्य

अक्सेनोविच एल.ए. माध्यमिक विद्यालय में भौतिकी: सिद्धांत। असाइनमेंट। टेस्ट: पाठ्यपुस्तक। सामान्य शिक्षा प्रदान करने वाले संस्थानों के लिए भत्ता। पर्यावरण, शिक्षा / एल. ए. अक्सेनोविच, एन. एन. राकिना, के. एस. फ़ारिनो; एड. के.एस. फ़ारिनो. - एमएन.: एडुकात्सिया आई व्यवहार्ने, 2004. - पी. 152-153.

ऊर्जा पदार्थ की गति के विभिन्न रूपों का एक सामान्य माप है। पदार्थ की गति के स्वरूप के अनुसार ऊर्जा के प्रकारों को भी प्रतिष्ठित किया जाता है - यांत्रिक, विद्युत, रासायनिक, आदि। किसी भी अवस्था में किसी भी थर्मोडायनामिक प्रणाली में एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा होती है, जिसके अस्तित्व को आर क्लॉसियस (1850) ने सिद्ध किया था और इसे आंतरिक ऊर्जा कहा जाता था।

आंतरिक ऊर्जा (यू) सिस्टम को बनाने वाले माइक्रोपार्टिकल्स के सभी प्रकार के आंदोलन की ऊर्जा है, और एक दूसरे के साथ उनकी बातचीत की ऊर्जा है।

आंतरिक ऊर्जा में कणों की ट्रांसलेशनल, घूर्णी और कंपन गति की ऊर्जा, अंतर-आणविक और इंट्रामोल्यूलर, इंट्राएटॉमिक और इंट्रान्यूक्लियर इंटरैक्शन की ऊर्जा आदि शामिल हैं।

इंट्रामोल्युलर इंटरैक्शन की ऊर्जा, यानी। एक अणु में परमाणुओं की परस्पर क्रिया की ऊर्जा, जिसे अक्सर कहा जाता है रसायन ऊर्जा . इस ऊर्जा में परिवर्तन रासायनिक परिवर्तनों के दौरान होता है।

थर्मोडायनामिक विश्लेषण के लिए यह जानने की आवश्यकता नहीं है कि पदार्थ की गति के किस रूप से आंतरिक ऊर्जा बनी है।

आंतरिक ऊर्जा की मात्रा केवल सिस्टम की स्थिति पर निर्भर करती है। नतीजतन, दबाव, तापमान जैसी मात्राओं के साथ-साथ आंतरिक ऊर्जा को इस राज्य की विशेषताओं में से एक माना जा सकता है।

सिस्टम की प्रत्येक स्थिति उसके प्रत्येक गुण के कड़ाई से परिभाषित मूल्य से मेल खाती है।

यदि प्रारंभिक अवस्था में एक सजातीय प्रणाली में आयतन V 1, दबाव P 1, तापमान T 1, आंतरिक ऊर्जा U 1, विद्युत चालकता æ 1, आदि हैं, और अंतिम अवस्था में ये गुण क्रमशः V 2, P 2 के बराबर हैं , टी 2, यू 2, æ 2, आदि, तो प्रारंभिक अवस्था से अंतिम अवस्था तक सिस्टम के संक्रमण के दौरान प्रत्येक संपत्ति में परिवर्तन समान होगा, भले ही सिस्टम एक राज्य से दूसरे राज्य में किस रास्ते से गुजरता हो : पहला, दूसरा या तीसरा (चित्र.1.4)।

चावल। 1.4 सिस्टम गुणों की उसके संक्रमण पथ से स्वतंत्रता

सामान्य अवस्था से दूसरी अवस्था में

वे। (यू 2 - यू 1) आई = (यू 2 - यू 1) II = (यू 2 - यू 1) III (1.4)

संख्याएँ I, II, III आदि कहाँ हैं? प्रक्रिया पथ इंगित करें. नतीजतन, यदि सिस्टम प्रारंभिक स्थिति (1) से अंतिम स्थिति (2) तक एक पथ के साथ चलता है, और शुरुआत में अंतिम स्थिति से - दूसरे पथ के साथ, यानी। यदि एक वृत्ताकार प्रक्रिया (चक्र) पूरी हो जाती है, तो सिस्टम की प्रत्येक संपत्ति में परिवर्तन शून्य के बराबर होगा।

इस प्रकार, सिस्टम स्थिति फ़ंक्शन में परिवर्तन प्रक्रिया पथ पर निर्भर नहीं करता है, बल्कि केवल सिस्टम की प्रारंभिक और अंतिम स्थिति पर निर्भर करता है। किसी प्रणाली के गुणों में एक अतिसूक्ष्म परिवर्तन को आमतौर पर अंतर चिह्न d द्वारा दर्शाया जाता है। उदाहरण के लिए, dU आंतरिक ऊर्जा आदि में एक असीम रूप से छोटा परिवर्तन है।

ऊर्जा विनिमय के रूप

पदार्थ की गति के विभिन्न रूपों और विभिन्न प्रकार की ऊर्जा के अनुसार, ऊर्जा विनिमय (ऊर्जा हस्तांतरण) के विभिन्न रूप होते हैं - अंतःक्रिया के रूप। थर्मोडायनामिक्स एक प्रणाली और उसके पर्यावरण के बीच ऊर्जा विनिमय के दो रूपों पर विचार करता है। यह काम और गर्मजोशी है।

काम।ऊर्जा विनिमय का सबसे स्पष्ट रूप यांत्रिक कार्य है, जो पदार्थ की गति के यांत्रिक रूप के अनुरूप है। यह तब उत्पन्न होता है जब शरीर यांत्रिक बल के प्रभाव में चलता है। पदार्थ की गति के अन्य रूपों के अनुसार, अन्य प्रकार के कार्यों को भी प्रतिष्ठित किया जाता है: विद्युत, रासायनिक, आदि। कार्य व्यवस्थित, संगठित गति के संचरण का एक रूप है, क्योंकि जब कार्य किया जाता है, तो शरीर के कण एक दिशा में व्यवस्थित तरीके से चलते हैं। उदाहरण के लिए, गैस विस्तार के दौरान किया गया कार्य। पिस्टन के नीचे सिलेंडर में स्थित गैस के अणु अव्यवस्थित, अव्यवस्थित गति में हैं। जब गैस पिस्टन को स्थानांतरित करना शुरू कर देती है, यानी यांत्रिक कार्य करने के लिए, संगठित आंदोलन गैस अणुओं के यादृच्छिक आंदोलन पर लगाया जाएगा: सभी अणुओं को पिस्टन के आंदोलन की दिशा में कुछ विस्थापन प्राप्त होता है। विद्युत कार्य पदार्थ के आवेशित कणों की एक निश्चित दिशा में संगठित गति से भी जुड़ा होता है।

चूँकि कार्य हस्तांतरित ऊर्जा का एक माप है, इसकी मात्रा ऊर्जा के समान इकाइयों में मापी जाती है।

गर्मी. सिस्टम को बनाने वाले सूक्ष्म कणों की अराजक गति के अनुरूप ऊर्जा विनिमय के रूप को कहा जाता है ताप विनिमय, और ऊष्मा विनिमय के दौरान स्थानांतरित ऊर्जा की मात्रा कहलाती है गर्मी.

ऊष्मा स्थानांतरण उन पिंडों की स्थिति में बदलाव से जुड़ा नहीं है जो थर्मोडायनामिक प्रणाली बनाते हैं, और इसमें एक शरीर के अणुओं से दूसरे के अणुओं के संपर्क में आने पर ऊर्जा का सीधा स्थानांतरण होता है।

पी आइए हम एक ऊष्मा-संचालन विभाजन AB द्वारा दो भागों में विभाजित एक इंसुलेटेड बर्तन (सिस्टम) की कल्पना करें (चित्र 1.5)। आइए मान लें कि बर्तन के दोनों हिस्सों में गैस है।

चावल। 1.5. गर्मी की अवधारणा के लिए

बर्तन के बाएँ आधे भाग में गैस का तापमान T 1 है, और दाएँ आधे भाग में T 2 है। यदि T 1 > T 2, तो औसत गतिज ऊर्जा ( ) बर्तन के बाईं ओर गैस के अणु औसत गतिज ऊर्जा से अधिक होंगे ( ) बर्तन के दाहिने आधे भाग में।

बर्तन के बाएं आधे हिस्से में विभाजन के साथ अणुओं के लगातार टकराव के परिणामस्वरूप, उनकी ऊर्जा का कुछ हिस्सा विभाजन के अणुओं में स्थानांतरित हो जाता है। बर्तन के दाहिने आधे हिस्से में स्थित गैस के अणु, विभाजन से टकराकर, उसके अणुओं से ऊर्जा का कुछ हिस्सा प्राप्त कर लेंगे।

इन टकरावों के परिणामस्वरूप, बर्तन के बाएं आधे हिस्से में अणुओं की गतिज ऊर्जा कम हो जाएगी, और दाहिने आधे में यह बढ़ जाएगी; तापमान टी 1 और टी 2 बराबर हो जाएंगे।

चूँकि ऊष्मा ऊर्जा का एक रूप है, इसलिए इसकी मात्रा ऊर्जा के समान इकाइयों में मापी जाती है। इस प्रकार, ऊष्मा विनिमय और कार्य ऊर्जा विनिमय के रूप हैं, और ऊष्मा की मात्रा और कार्य की मात्रा हस्तांतरित ऊर्जा के माप हैं। उनके बीच अंतर यह है कि ऊष्मा कणों की सूक्ष्मभौतिक, अव्यवस्थित गति (और, तदनुसार, इस गति की ऊर्जा) के हस्तांतरण का एक रूप है, और कार्य पदार्थ की व्यवस्थित, संगठित गति की ऊर्जा के हस्तांतरण का एक रूप है।

कभी-कभी वे कहते हैं: सिस्टम से गर्मी (या काम) की आपूर्ति की जाती है या हटा दी जाती है, लेकिन यह समझा जाना चाहिए कि यह गर्मी और काम नहीं है जो आपूर्ति की जाती है या हटा दी जाती है, बल्कि ऊर्जा है, इसलिए किसी को "हीट रिजर्व" जैसे अभिव्यक्तियों का उपयोग नहीं करना चाहिए या "गर्मी निहित है।"

पर्यावरण के साथ एक प्रणाली के ऊर्जा विनिमय (बातचीत के रूप) के रूप होने के कारण, गर्मी और कार्य को प्रणाली की किसी विशिष्ट स्थिति से नहीं जोड़ा जा सकता है, इसके गुण नहीं हो सकते हैं, और इसलिए, इसकी स्थिति के कार्य नहीं हो सकते हैं। इसका मतलब यह है कि यदि सिस्टम प्रारंभिक अवस्था (1) से अंतिम अवस्था (2) तक अलग-अलग तरीकों से गुजरता है, तो विभिन्न संक्रमण पथों के लिए गर्मी और काम के अलग-अलग मूल्य होंगे (चित्र 1.6)

ऊष्मा और कार्य की सीमित मात्रा को क्रमशः Q और A द्वारा और अतिसूक्ष्म मानों को δQ और δA द्वारा दर्शाया जाता है। मात्राएँ δQ और δA, dU के विपरीत, पूर्ण अंतर नहीं हैं, क्योंकि Q और A राज्य कार्य नहीं हैं।

जब प्रक्रिया का मार्ग पूर्व निर्धारित होता है, तो कार्य और ऊष्मा प्रणाली की स्थिति के कार्यों के गुणों को प्राप्त कर लेंगे, अर्थात। उनके संख्यात्मक मान सिस्टम की प्रारंभिक और अंतिम अवस्थाओं द्वारा ही निर्धारित किए जाएंगे।

आंतरिक ऊर्जा

आण्विक गतिज सिद्धांत के दृष्टिकोण से आंतरिक ऊर्जा(जे) शरीर को बनाने वाले कणों के बीच परस्पर क्रिया की संभावित ऊर्जा और उनकी यादृच्छिक तापीय गति की गतिज ऊर्जा का योग है। कणों की यादृच्छिक गति की गतिज ऊर्जा तापमान T के समानुपाती होती है, परस्पर क्रिया की संभावित ऊर्जा कणों के बीच की दूरी पर निर्भर करती है, अर्थात। शरीर के आयतन V से. इसलिए, थर्मोडायनामिक्स में, किसी पिंड की आंतरिक ऊर्जा U को तापमान T और आयतन V के फलन के रूप में निर्धारित किया जाता है।

एक पृथक थर्मोडायनामिक प्रणाली में किसी भी प्रक्रिया के दौरान, आंतरिक ऊर्जा अपरिवर्तित रहती है: या।

आंतरिक ऊर्जा प्रणाली की थर्मोडायनामिक स्थिति से निर्धारित होती है और यह इस बात पर निर्भर नहीं करती है कि प्रणाली इस स्थिति में कैसे पहुंची। नतीजतन, आंतरिक ऊर्जा प्रणाली की स्थिति में परिवर्तन की प्रक्रिया से जुड़ी नहीं है। किसी निकाय की दो या दो से अधिक समान अवस्थाओं में इसकी आंतरिक ऊर्जा समान होती है।

व्यावहारिक रुचि स्वयं आंतरिक ऊर्जा नहीं है, बल्कि एक प्रणाली के एक राज्य से दूसरे राज्य में संक्रमण के दौरान इसका परिवर्तन है। यदि अणुओं के बीच परस्पर क्रिया की स्थितिज ऊर्जा शून्य है, तो एक आदर्श गैस की आंतरिक ऊर्जा उसके सभी अणुओं की गति की गतिज ऊर्जा के योग के बराबर होती है। एक आदर्श गैस की आंतरिक ऊर्जा उसके पूर्ण तापमान के सीधे आनुपातिक होती है। नतीजतन, जब एक आदर्श गैस का तापमान बदलता है, तो उसकी आंतरिक ऊर्जा आवश्यक रूप से बदल जाती है।

जहां R सार्वभौमिक गैस स्थिरांक है, M दाढ़ द्रव्यमान है, T है निरपेक्ष तापमान, एम - द्रव्यमान, - अणुओं की संख्या।

स्थूल मापदंडों पर आंतरिक ऊर्जा की निर्भरता

एक आदर्श गैस की आंतरिक ऊर्जा एक पैरामीटर - तापमान पर निर्भर करती है। किसी आदर्श गैस की आंतरिक ऊर्जा आयतन पर निर्भर नहीं करती क्योंकि उसके अणुओं की परस्पर क्रिया की स्थितिज ऊर्जा शून्य के बराबर मानी जाती है।

वास्तविक गैसों, तरल पदार्थों और ठोस पदार्थों में, अणुओं के बीच परस्पर क्रिया की औसत संभावित ऊर्जा शून्य नहीं होती है। अणुओं की परस्पर क्रिया की औसत संभावित ऊर्जा पदार्थ के आयतन पर निर्भर करती है, क्योंकि जब आयतन बदलता है, तो अणुओं के बीच की औसत दूरी भी बदल जाती है। नतीजतन, सामान्य स्थिति में थर्मोडायनामिक्स में आंतरिक ऊर्जा, तापमान टी के साथ, वॉल्यूम वी पर भी निर्भर करती है।

स्थूल पिंडों की आंतरिक ऊर्जा यू इन पिंडों की स्थिति को दर्शाने वाले मापदंडों द्वारा विशिष्ट रूप से निर्धारित होती है: तापमान और आयतन।

थर्मोडायनामिक्स में काम करें

आंतरिक ऊर्जा को दो तरीकों से बदला जा सकता है: कार्य करके, जब आंतरिक ऊर्जा बाहरी बलों ए के कार्य के बराबर मात्रा में बदलती है, और गर्मी हस्तांतरण द्वारा, जिसमें आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन गर्मी क्यू की मात्रा से होता है .

कार्य करने पर पिंड का आयतन तो बदल जाता है, परंतु उसकी गति शून्य के बराबर रहती है। लेकिन किसी पिंड, उदाहरण के लिए गैस, के अणुओं की गति बदल जाती है। इसलिए शरीर का तापमान भी बदल जाता है।

इसलिए, जब थर्मोडायनामिक्स में काम किया जाता है, तो स्थूल पिंडों की स्थिति बदल जाती है: उनकी मात्रा और तापमान बदल जाता है।

कार्य गणना:

एफ" वह बल है जिसके साथ गैस पिस्टन पर दबाव डालती है;

एफ वह बल है जिसके साथ पिस्टन गैस पर दबाव डालता है;

ए" बाहरी निकायों पर गैस द्वारा किया गया कार्य है;

A गैस पर बाह्य पिंडों द्वारा किया गया कार्य है।

1. गैस फैलती है

आयतन में परिवर्तन कहां है.

गैस आसपास के पिंडों में ऊर्जा स्थानांतरित करती है और ठंडी हो जाती है।

2. गैस संपीड़ित होती है

गैस बाहरी पिंडों से ऊर्जा प्राप्त करती है और गर्म होती है। ऋण चिह्न इंगित करता है कि जब गैस संपीड़ित होती है, तो बाहरी बल द्वारा किया गया कार्य सकारात्मक होता है।

किसी भी स्थूल शरीर में होता है ऊर्जा, इसके माइक्रोस्टेट द्वारा निर्धारित किया जाता है। यह ऊर्जाबुलाया आंतरिक(संकेतित यू). यह शरीर को बनाने वाले सूक्ष्म कणों की गति और अंतःक्रिया की ऊर्जा के बराबर है। इसलिए, आंतरिक ऊर्जा आदर्श गैसइसमें इसके सभी अणुओं की गतिज ऊर्जा शामिल है, क्योंकि इस मामले में उनकी परस्पर क्रिया को उपेक्षित किया जा सकता है। इसलिए यह आंतरिक ऊर्जाकेवल गैस के तापमान पर निर्भर करता है ( उ~टी).

आदर्श गैस मॉडल मानता है कि अणु एक दूसरे से कई व्यास की दूरी पर स्थित हैं। इसलिए, उनकी परस्पर क्रिया की ऊर्जा गति की ऊर्जा से बहुत कम है और इसे नजरअंदाज किया जा सकता है।

वास्तविक गैसों, तरल पदार्थों और ठोस पदार्थों में, सूक्ष्म कणों (परमाणु, अणु, आयन, आदि) की परस्पर क्रिया को नजरअंदाज नहीं किया जा सकता है, क्योंकि यह उनके गुणों को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है। इसलिए वे आंतरिक ऊर्जाइसमें सूक्ष्म कणों की तापीय गति की गतिज ऊर्जा और उनकी परस्पर क्रिया की संभावित ऊर्जा शामिल होती है। तापमान को छोड़कर उनकी आंतरिक ऊर्जा टी,वॉल्यूम पर भी निर्भर करेगा वी,चूँकि आयतन में परिवर्तन परमाणुओं और अणुओं के बीच की दूरी को प्रभावित करता है, और परिणामस्वरूप, एक दूसरे के साथ उनकी बातचीत की संभावित ऊर्जा को प्रभावित करता है।

आंतरिक ऊर्जा शरीर की स्थिति का एक कार्य है, जो उसके तापमान से निर्धारित होता हैटीऔर वॉल्यूम वी.

आंतरिक ऊर्जा तापमान द्वारा विशिष्ट रूप से निर्धारित होता हैटी और शरीर का आयतन वी, इसकी स्थिति को दर्शाता है:यू =यू(टी, वी)

को आंतरिक ऊर्जा बदलेंशरीर, आपको वास्तव में या तो सूक्ष्म कणों की तापीय गति की गतिज ऊर्जा, या उनकी परस्पर क्रिया की संभावित ऊर्जा (या दोनों को एक साथ) को बदलने की आवश्यकता है। जैसा कि आप जानते हैं, यह दो तरीकों से किया जा सकता है - ताप विनिमय द्वारा या कार्य करके। पहले मामले में, यह एक निश्चित मात्रा में ऊष्मा के स्थानांतरण के कारण होता है क्यू;दूसरे में - कार्य के प्रदर्शन के कारण एक।

इस प्रकार, ऊष्मा की मात्रा और किया गया कार्य है किसी शरीर की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन का माप:

Δ यू =क्यू+एक।

आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन शरीर द्वारा दी गई या प्राप्त की गई ऊष्मा की एक निश्चित मात्रा के कारण या कार्य के निष्पादन के कारण होता है।

यदि केवल ताप विनिमय होता है, तो परिवर्तन आंतरिक ऊर्जाएक निश्चित मात्रा में ऊष्मा प्राप्त करने या छोड़ने से होता है: Δ यू =क्यू।किसी पिंड को गर्म या ठंडा करते समय, यह बराबर होता है:

Δ यू =क्यू = सेमी(टी 2 - टी 1) =सेमीΔT.

ठोस पदार्थों के पिघलने या क्रिस्टलीकरण के दौरान आंतरिक ऊर्जासूक्ष्म कणों की परस्पर क्रिया की संभावित ऊर्जा में परिवर्तन के कारण परिवर्तन होता है, क्योंकि पदार्थ की संरचना में संरचनात्मक परिवर्तन होते हैं। इस मामले में, आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन शरीर के पिघलने (क्रिस्टलीकरण) की गर्मी के बराबर है: Δ यू के आकारक्यूपीएल =λ एम,कहाँ λ - किसी ठोस के पिघलने (क्रिस्टलीकरण) की विशिष्ट ऊष्मा।

तरल पदार्थों का वाष्पीकरण या भाप का संघनन भी परिवर्तन का कारण बनता है आंतरिक ऊर्जा, जो वाष्पीकरण की ऊष्मा के बराबर है: Δ यू =क्यू पी =आरएम,कहाँ आर— द्रव के वाष्पीकरण (संघनन) की विशिष्ट ऊष्मा।

परिवर्तन आंतरिक ऊर्जायांत्रिक कार्य (हीट एक्सचेंज के बिना) के प्रदर्शन के कारण शरीर संख्यात्मक रूप से इस कार्य के मूल्य के बराबर है: Δ यू =एक।

यदि आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन ऊष्मा विनिमय के कारण होता है, तोΔ यू =क्यू=सेमी(टी 2 -टी 1),याΔ यू = प्रश्न pl = λ एम,याΔ यू =क्यूएन =आरएम.

इसलिए, आणविक भौतिकी के दृष्टिकोण से: साइट से सामग्री

आंतरिक शरीर की ऊर्जा परमाणुओं, अणुओं या अन्य कणों की तापीय गति की गतिज ऊर्जा और उनके बीच परस्पर क्रिया की संभावित ऊर्जा का योग है; थर्मोडायनामिक दृष्टिकोण से, यह शरीर की स्थिति (निकायों की प्रणाली) का एक कार्य है, जो विशिष्ट रूप से इसके मैक्रोपैरामीटर - तापमान द्वारा निर्धारित होता हैटीऔर वॉल्यूम वी.

इस प्रकार, आंतरिक ऊर्जाप्रणाली की ऊर्जा है, जो उसकी आंतरिक स्थिति पर निर्भर करती है। इसमें सिस्टम के सभी सूक्ष्म कणों (अणु, परमाणु, आयन, इलेक्ट्रॉन, आदि) की तापीय गति की ऊर्जा और उनकी परस्पर क्रिया की ऊर्जा शामिल होती है। आंतरिक ऊर्जा का पूर्ण मूल्य निर्धारित करना लगभग असंभव है, इसलिए आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन की गणना की जाती है Δ यू,जो ऊष्मा स्थानांतरण और कार्य निष्पादन के कारण होता है।

किसी पिंड की आंतरिक ऊर्जा तापीय गति की गतिज ऊर्जा और उसके घटक सूक्ष्म कणों की परस्पर क्रिया की संभावित ऊर्जा के योग के बराबर होती है।

इस पृष्ठ पर निम्नलिखित विषयों पर सामग्री है:

• प्रणाली की आंतरिक ऊर्जा की आणविक-गतिज व्याख्या

• संक्षिप्त संदेश "शरीर की आंतरिक ऊर्जा के उपयोग के बारे में"

• किसी ठोस की आंतरिक ऊर्जा किस पर निर्भर करती है?

• शरीर की आंतरिक ऊर्जा को बदलने की विधि का संक्षिप्त सारांश

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