आंतरिक ऊर्जा

विषय

• आंतरिक ऊर्जा भिन्नता
• आंतरिक ऊर्जा के उदाहरण
• अन्य प्रकार की ऊर्जा

आंतरिक ऊर्जाथर्मोडायनामिक्स के पहले सिद्धांत के अनुसार, यह समझा जाता है कि एक प्रणाली के भीतर कणों के यादृच्छिक आंदोलन से जुड़ा हुआ है। यह चलती वस्तुओं से जुड़ी मैक्रोस्कोपिक प्रणालियों की क्रमबद्ध ऊर्जा से भिन्न होता है, जिसमें यह एक सूक्ष्म और आणविक पैमाने पर वस्तुओं द्वारा निहित ऊर्जा को संदर्भित करता है।

इसलिए, एक वस्तु पूरी तरह से आराम और स्पष्ट ऊर्जा की कमी (न तो संभावित और न ही गतिज) हो सकती है, और अभी तक चलती अणुओं की एक हॉटबेड हो सकती है, प्रति सेकंड उच्च गति पर चलती है। वास्तव में, ये अणु अपनी रासायनिक स्थितियों और सूक्ष्म कारकों के आधार पर एक-दूसरे को आकर्षित और निरस्त कर रहे होंगे, भले ही नग्न आंखों के लिए कोई अवलोकन योग्य आंदोलन न हो।

आंतरिक ऊर्जा को एक व्यापक मात्रा माना जाता है, अर्थात्, किसी दिए गए कण प्रणाली में पदार्थ की मात्रा से संबंधित है। कुंआ ऊर्जा के अन्य सभी रूपों को शामिल करता है किसी दिए गए पदार्थ के परमाणुओं में निहित विद्युत, गतिज, रासायनिक और क्षमता।

इस प्रकार की ऊर्जा को आमतौर पर संकेत द्वारा दर्शाया जाता है या.

आंतरिक ऊर्जा भिन्नता

आंतरिक ऊर्जा कण प्रणालियों की भिन्नता हो सकती है, चाहे उनकी स्थानिक स्थिति या अधिग्रहित आकार (तरल पदार्थ और गैसों के मामले में)। उदाहरण के लिए, कणों की एक बंद प्रणाली में गर्मी का परिचय देते समय, थर्मल ऊर्जा को जोड़ा जाता है जो पूरे की आंतरिक ऊर्जा को प्रभावित करेगा।

लेकिन फिर भी, आंतरिक ऊर्जा एक हैस्थिति समारोह, अर्थात्, यह उस भिन्नता में शामिल नहीं होता है जो पदार्थ की दो अवस्थाओं को जोड़ती है, लेकिन इसके प्रारंभिक और अंतिम अवस्था में। इसीलिए किसी दिए गए चक्र में आंतरिक ऊर्जा की भिन्नता की गणना हमेशा शून्य होगीचूंकि प्रारंभिक अवस्था और अंतिम अवस्था एक और एक ही होती है।

इस भिन्नता की गणना करने के सूत्र निम्न हैं:

UU = यू_बी - या_सेवा, जहां सिस्टम ए से राज्य बी तक चला गया है।

ΔU = -W, उन मामलों में जहां यांत्रिक कार्य डब्ल्यू की एक मात्रा होती है, जिसके परिणामस्वरूप सिस्टम का विस्तार होता है और इसकी आंतरिक ऊर्जा की कमी होती है।

ΔU = Q, उन मामलों में जिनमें हम गर्मी ऊर्जा जोड़ते हैं जो आंतरिक ऊर्जा को बढ़ाता है।

ΔU = 0, आंतरिक ऊर्जा में चक्रीय परिवर्तन के मामलों में।

इन सभी मामलों और अन्य को एक समीकरण में संक्षेपित किया जा सकता है जो सिस्टम में ऊर्जा के संरक्षण के सिद्धांत का वर्णन करता है:

+U = क्यू + डब्ल्यू

आंतरिक ऊर्जा के उदाहरण

1. बैटरियों। चार्ज की गई बैटरी का शरीर आंतरिक ऊर्जा के लिए उपयोग करने योग्य है, इसके लिए धन्यवाद रसायनिक प्रतिक्रिया अंदर एसिड और भारी धातुओं के बीच। कहा कि आंतरिक ऊर्जा तब अधिक होगी जब इसका विद्युत भार पूर्ण और कम हो जब इसका उपभोग किया गया हो, हालांकि रिचार्जेबल बैटरी के मामले में आउटलेट से बिजली लाकर इस ऊर्जा को फिर से बढ़ाया जा सकता है।
2. संकुचित गैसें। यह देखते हुए कि गैसें कंटेनर की कुल मात्रा पर कब्जा करती हैं, जिसमें वे निहित हैं, क्योंकि उनकी आंतरिक ऊर्जा अलग-अलग होगी क्योंकि यह अंतरिक्ष की मात्रा अधिक है और कम होने पर बढ़ जाएगी। इस प्रकार, एक कमरे में फैली गैस में आंतरिक ऊर्जा कम होती है, अगर हम इसे एक सिलेंडर में संपीड़ित करते हैं, क्योंकि इसके कणों को अधिक बारीकी से बातचीत करने के लिए मजबूर किया जाएगा।
3. पदार्थ का तापमान बढ़ाएँ। यदि हम, उदाहरण के लिए, एक ग्राम पानी और तांबे का एक ग्राम, दोनों को 0 डिग्री सेल्सियस के आधार तापमान पर बढ़ाते हैं, तो हम देखेंगे कि समान मात्रा में होने के बावजूद, बर्फ को कुल ऊर्जा की अधिक मात्रा की आवश्यकता होगी वांछित तापमान तक पहुँचने के लिए। ऐसा इसलिए है क्योंकि इसकी विशिष्ट ऊष्मा अधिक होती है, अर्थात इसके कण तांबे की तुलना में शुरू की गई ऊर्जा के प्रति कम ग्रहणशील होते हैं, इसकी आंतरिक ऊर्जा में गर्मी को बहुत अधिक धीरे-धीरे जोड़ते हैं।
4. एक तरल हिलाओ। जब हम पानी में चीनी या नमक को घोलते हैं, या हम इसी तरह के मिश्रण को बढ़ावा देते हैं, तो हम आम तौर पर तरल को एक उपकरण के साथ हिलाते हैं ताकि अधिक विघटन को बढ़ावा दिया जा सके। यह हमारी कार्रवाई द्वारा प्रदान की गई काम की मात्रा (डब्ल्यू) की शुरूआत से उत्पन्न प्रणाली की आंतरिक ऊर्जा में वृद्धि के कारण है, जो शामिल कणों के बीच एक अधिक रासायनिक प्रतिक्रिया की अनुमति देता है।
5. भापपानी का। एक बार पानी उबालने के बाद, हम देखेंगे कि भाप में कंटेनर में तरल पानी की तुलना में अधिक आंतरिक ऊर्जा है। ऐसा इसलिए है, क्योंकि एक ही होने के बावजूद अणुओं (यौगिक नहीं बदला है), भौतिक परिवर्तन को प्रेरित करने के लिए हमने एक निश्चित मात्रा में कैलोरी ऊर्जा (क्यू) को पानी में जोड़ा है, इसके कणों के अधिक से अधिक आंदोलन को प्रेरित किया है।

अन्य प्रकार की ऊर्जा