Vnitřní energie ideálního plynu: Několik faktů a podrobných vysvětlení:

„Vnitřní energie ideálního plynu“ nezávisí na dráze systému, který je uzavřený, ale vnitřní energie ideálního plynu závisí na počátečním stavu a konečném stavu systému.

z zákon termodynamiky získáme křišťálově jasnou představu o vnitřní energii ideálního plynu. Vnitřní energii ideálního plynu lze vysvětlit tak, že celkové množství energie je sloučeno s pohybem, kterým by mohl být vibrační pohyb, rotační pohyb nebo translační pohyb molekul nebo atomů hmoty v systému.

Přečtěte si více o Carnotův cyklus: jeho důležité funkce spolu s 16 často kladenými dotazy

Jaká je vnitřní energie ideálního plynu?

U ideálního plynu závisí množství vnitřní energie systému pouze na teplotě. Ale u skutečného plynu závisí množství vnitřní energie systému na teplotě, objemu a tlaku.

Vnitřní energie ideálního plynu je vlastnost extenzivní a množství energie plynné hmoty nelze přímo určit. Vnitřní energie ideálního plynu je v systému molekuly plynné hmoty, množství vnitřní energie předávané ve formě termodynamické práce a tepla.

U ideálního plynu je celkové množství vnitřní energie přímo úměrné teplotě a také celkovému počtu molárních molekul látky, která je přítomna v plynném stavu.

Přečtěte si více o Tepelná difuzivita: To vše jsou důležitá fakta a často kladené otázky

Takže matematicky lze vnitřní energii ideálního plynu vyjádřit jako,

dU = nC_vdT…… eqn (1)

Nebo U = C_vnT…………. eqn (2)

Z rovnice (1) člen nC_vT se využívá z kinetické energie ideálního plynu.

Kde,

U = množství vnitřní energie plynu

C_v = Při konstantním objemu množství tepelné kapacity plynné látky

n = celkový počet molů plynné látky

T = Teplota systému

Vnitřní energie vzorce ideálního plynu:

V termodynamice lze určit změnu celkového množství vnitřní energie, která je vyjádřena jako ΔU, ale pro ideální plyn lze odhadnout množství absolutní vnitřní energie.

Vnitřní energie ideálního vzorce plynu je,

Kde,

U = Vnitřní energie ideálního plynu

c_v = Tepelná kapacita specifické izochorické

m = hmotnost ideálního plynu

T = Teplota

Abychom vypočítali množství vnitřní energie ideálního plynu, musíme si nejprve představit, že plynná látka je zablokována ve válci, objem ideálního plynu by měl být v konstantním stavu a ideální plyn by měl vychladnout a dosáhnout teploty absolutní nuly.

V tomto konkrétním stavu jsou všechny částice ideálního plynu v klidové poloze a není přítomna žádná vnitřní energie. Celkové množství tepla je vyjádřeno jako Q se přenáší při konstantním stavu objemu, dokud ideální teplota plynu nedosáhne T. Nyní v tomto stavu je celkové množství tepla potřebné pro vnitřní energii dosaženo v U.

Vnitřní energie derivace ideálního plynu:

V systému termodynamiky může být množství vnitřní energie přeměněno na potenciální energii nebo kinetickou energii. Systém termodynamiky může obsahovat tři druhy energie, jako je vnitřní energie, potenciální energie a kinetická energie.

Odvození vnitřní energie pro ideální plyn: -

U ideální plynné substance závisí vnitřní energie na kinetické energii a potenciální energii.

Víme, že,

M/m = N_a

K_avg = 1/2 3RT/N_a

K_avg = 3/2 kT, protože k = R/N_a

Jak se liší vnitřní energie ideálního plynu od skutečného plynu?

Ideální plyn se vysvětluje jako plynná látka, která se řídí zákonem plynů za jakýchkoli podmínek teploty a tlaku. Skutečný plyn vysvětluje jako, že plynná látka, která není, podléhá zákonu plynů.

Rozdíl mezi vnitřní energií ideálního plynu a skutečného plynu je diskutován níže,

Měrná vnitřní energie ideálního plynu:

Specifická vnitřní energie ideálního plynu, která je vyjádřena jako u vysvětlit jako, množství vnitřní energie hmoty ideálního plynu na jednotku hmotnosti konkrétní hmoty ideálního plynu.

Přečtěte si více o Specifická entalpie: Její důležité vlastnosti & amp; 8 FAQ

Vzorec měrné vnitřní energie ideálního plynu je,

u = U/m

Kde,

u = Specifická vnitřní energie ideálního plynu v joulech na kilogram

U = Vnitřní energie ideálního plynu v joulech

m = hmotnost ideálního plynu v kilogramech

Jednotkou SI měrné vnitřní energie ideálního plynu je joule na kilogram. Rozměr měrné vnitřní energie ideálního plynu je L²T^-2.

Změna vnitřní energie ideálního plynu:

Ze zákonů kinetické energie je jasně ukázáno, že kinetická energie částice má přímou souvislost s teplotou ze změny vnitřní energie přímo spojeného ideálního plynu.

Změna vnitřní energie ideálního plynu závisí pouze na teplotě, nezávisí na ostatních fyzikálních parametrech, jako je objem, tlak. Pokud je počáteční teplota, konečná teplota systému známa, lze snadno určit změnu vnitřní energie ideálního plynu.

Ať už systém může sledovat jakýkoli proces, jako je izoentropický, izobarický nebo izochorický nebo jakýkoli jiný způsob, změna vnitřní energie ideálního plynu je irelevantní. Jedním slovem můžeme říci změna vnitřní energie ideálního plynu je řízena pouze stavem plynné hmoty, nikoli procesem plynné hmoty. Pokud se teplota v systému liší pouze pro tento případ, vnitřní energie se může u ideální plynné látky lišit. Změna vnitřní energie ideálního plynu může být při izotermickém procesu nulová.

Přečtěte si více o Izotermický proces: To jsou všechna důležitá fakta s 13 FAQ

Procesem termodynamiky lze snadno zkoumat jasný vztah mezi změnou vnitřní energie ideálního plynu a teplotou plynné hmoty. V procesu izochorický na plynu žádná práce neproběhla. Při izochorickém procesu na plynu je vloženo teplo, z tohoto důvodu se zvyšuje změna vnitřní energie ideálního plynu.

Jaká je změna vnitřní energie?

V termodynamickém systému se změna vnitřní energie odvozuje tímto způsobem, součet změn vnitřní energie pro plynné látky se rovná čisté práci termodynamického systému a celkové množství tepla se ukládá systému a okolí. systému.

Vzorec pro změnu vnitřní energie ideálního plynu je,

Δ U = Q + W

Kde,

ΔU = celkové množství změny vnitřní energie ideálního plynu v systému

 Q = množství přenos tepla mezi systémem a okolím systému

 W = Práce vykonaná systémem

V některých procesech nedochází ke změně vnitřní energie. Procesy jsou cyklické procesy, izotermické a volné rozšíření. V těchto procesech je množství vnitřní energie stejné, protože teplota systému zůstává nezměněna.

Jak vypočítat změnu vnitřní energie ideálního plynu?

Z 1. věty termodynamiky můžeme uvažovat o změně vnitřní energie ideálního plynu. Množství vnitřní energie ideálního plynu se rovná tepelnému toku a FV práci systému.

Množství vnitřní energie, které by se mohlo změnit u plynné látky, by se vždy mělo rovnat práci systému a množství vstupního tepla a množství výstupního tepla.

Vzorec pro výpočet změny vnitřní energie ideálního plynu:-

Q =ΔU = W…….ekv (1)

Q = ΔU + PV

Protože víme, že množství přidaného nebo odebraného tepla se vždy rovná celkovému součtu vnitřní energie, která se změní, a práce vykonané FV.

Z rovnice (1) po uspořádání dostaneme,

ΔU = Q – PV……. eqn (2)

Často kladené otázky: -

Otázka: – Je celý čas, hodnoty vnitřní energie látky zůstávají pozitivní nebo může být negativní?

Řešení: – Ne, po celou dobu hodnoty vnitřní energie látky nemohou zůstat kladné.

Určitou dobu může být hodnota vnitřní energie záporná. Ze součtu vykonané práce a tepla můžeme vypočítat hodnotu vnitřní energie. Záporná hodnota vnitřní energie ideálního plynu znamená, že hodnota konečné energie je nižší než hodnota počáteční energie.

Otázka: – Uveďte několik příkladů vnitřní energie.

Řešení: - Některé příklady vnitřní energie uvedené níže,

1. Pára kapalné látky
2. Třepání kapalné látky
3. Baterie
4. Stlačené plyny
5. Zvýšení teploty látky