Spezifische innere Energie
Die spezifische innere Energie (u) eines Stoffes ist seine innere Energie pro Masseneinheit. Es ist eine intensive Eigenschaft . Sie entspricht der gesamten inneren Energie (U) geteilt durch die Gesamtmasse (m).
u = U / m
wo:
u = spezifische innere Energie (J / kg)
U = innere Energie (J)
m = Masse (kg)
Interne Energie – thermische Energie
Mögliche Energie und kinetische Energie , die in früheren Kapiteln diskutiert wurden, sind makroskopische Energieformen . Sie sind abhängig von makroskopischen Variablen wie der Position und der Geschwindigkeit von Objekten.
In der Thermodynamik wird innere Energie (auch als Wärmeenergie bezeichnet ) als die Energie definiert, die mit mikroskopischen Energieformen verbunden ist . Es handelt sich um eine umfangreiche Menge , die von der Größe des Systems oder der Menge der darin enthaltenen Substanz abhängt. Die SI-Einheit der inneren Energie ist das Joule (J) . Es ist die im System enthaltene Energie, ohne die kinetische Bewegungsenergie des Gesamtsystems und die potentielle Energie des Systems. Mikroskopische Energieformen sind solche, die auf Rotation , Vibration, Translation und Wechselwirkungen zurückzuführen sindunter den Molekülen einer Substanz. Keine dieser Energieformen kann direkt gemessen oder ausgewertet werden, es wurden jedoch Techniken entwickelt, um die Veränderung der Gesamtsumme all dieser mikroskopischen Energieformen zu bewerten.
Außerdem kann Energie in den chemischen Bindungen zwischen den Atomen gespeichert werden, aus denen die Moleküle bestehen. Diese Energiespeicherung auf atomarer Ebene schließt Energie ein, die mit Elektronenorbitalzuständen, Kernspin und Bindungskräften im Kern verbunden ist.
Die innere Energie wird durch das Symbol U dargestellt , und die Änderung der inneren Energie in einem Prozess ist U 2 – U 1 .
Mikroskopische Energie
Interne Energie beinhaltet Energie im mikroskopischen Maßstab . Es kann in mikroskopische potentielle Energie, U- Pot und mikroskopische kinetische Energie, U- Kin , Komponenten unterteilt werden:
U = U Topf + U Kin
wobei die mikroskopische kinetische Energie U kin die Bewegungen aller Partikel des Systems in Bezug auf den Schwerpunktrahmen umfasst. Für ein ideales einatomiges Gas ist dies nur die translatorische kinetische Energie der linearen Bewegung der Atome. Monoatomare Partikel drehen oder vibrieren nicht. Das Verhalten des Systems wird durch die kinetische Theorie der Gase gut beschrieben. Die kinetische Theorie basiert auf der Tatsache, dass während einer elastischen Kollision zwischen einem Molekül mit hoher kinetischer Energie und einem Molekül mit niedriger kinetischer Energie ein Teil der Energie auf das Molekül mit niedriger kinetischer Energie übertragen wird. Für mehratomige Gase gibt es jedoch Rotations- undauch kinetische Schwingungsenergie .
Die mikroskopische potentielle Energie U pot beinhaltet die chemischen Bindungen zwischen den Atomen, aus denen die Moleküle bestehen, die Bindungskräfte im Kern und auch die physikalischen Kraftfelder innerhalb des Systems (z. B. elektrische oder magnetische Felder).
In Flüssigkeiten und Feststoffen gibt es einen signifikanten Anteil der potentiellen Energie, die mit den intermolekularen Anziehungskräften verbunden ist .
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Dieser Artikel basiert auf der maschinellen Übersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie können uns helfen. Wenn Sie die Übersetzung korrigieren möchten, senden Sie diese bitte an: translations@nuclear-power.com oder füllen Sie das Online-Übersetzungsformular aus. Wir bedanken uns für Ihre Hilfe und werden die Übersetzung so schnell wie möglich aktualisieren. Danke.
