Energi internal

Isi

• Variasi energi internal
• Contoh energi internal
• Jenis energi lainnya

Itu energi internal, menurut Prinsip Pertama Termodinamika, dipahami sebagai yang terkait dengan pergerakan acak partikel dalam suatu sistem. Ini berbeda dari energi terurut sistem makroskopis, yang diasosiasikan dengan benda bergerak, karena mengacu pada energi yang dikandung oleh benda-benda pada skala mikroskopis dan molekuler.

Begitu, sebuah benda bisa benar-benar diam dan kekurangan energi semu (baik potensial maupun kinetik), namun dipenuhi dengan molekul yang bergerak, bergerak dengan kecepatan tinggi per detik. Faktanya, molekul-molekul ini akan menarik dan menolak satu sama lain tergantung pada kondisi kimianya dan faktor mikroskopisnya, meskipun tidak ada pergerakan yang dapat diamati dengan mata telanjang.

Energi internal dianggap sebagai kuantitas yang luas, yaitu terkait dengan jumlah materi dalam sistem partikel tertentu. Baik terdiri dari semua bentuk energi lainnya listrik, kinetik, kimia dan potensial yang terkandung dalam atom suatu zat tertentu.

Jenis energi ini biasanya diwakili oleh tanda ATAU.

Variasi energi internal

Itu energi internal Sistem partikel dapat bervariasi, terlepas dari posisi spasialnya atau bentuk yang diperoleh (dalam kasus cairan dan gas). Misalnya, ketika memasukkan panas ke sistem partikel tertutup, energi panas ditambahkan yang akan mempengaruhi energi internal keseluruhan.

Namun demikian, energi internal adalah afungsi statusArtinya, ia tidak memperhatikan variasi yang menghubungkan dua kondisi materi, tetapi pada kondisi awal dan akhir materi. Itulah mengapa perhitungan variasi energi dalam dalam suatu siklus akan selalu nolkarena keadaan awal dan keadaan akhir adalah satu dan sama.

Rumus untuk menghitung variasi ini adalah:

ΔU = U_B - ATAU_UNTUK, di mana sistem telah beralih dari status A ke status B.

ΔU = -W, dalam hal sejumlah pekerjaan mekanis W dilakukan, yang mengakibatkan pemuaian sistem dan penurunan energi internalnya.

ΔU = Q, dalam kasus di mana kita menambahkan energi panas yang meningkatkan energi internal.

ΔU = 0, dalam kasus perubahan siklus energi internal.

Semua kasus ini dan lainnya dapat diringkas dalam persamaan yang menjelaskan Prinsip Konservasi Energi dalam sistem:

ΔU = Q + W.

Contoh energi internal

1. Baterai. Di dalam tubuh baterai yang terisi, energi internal yang dapat digunakan disimpan, berkat reaksi kimia antara asam dan logam berat di dalamnya. Energi internal tersebut akan lebih besar ketika beban listriknya selesai dan lebih sedikit ketika telah dikonsumsi, meskipun dalam kasus baterai yang dapat diisi ulang, energi ini dapat ditingkatkan lagi dengan memasukkan listrik dari stopkontak.
2. Gas terkompresi. Mengingat gas cenderung menempati volume total wadah di mana mereka terkandung, karena energi internalnya akan bervariasi karena jumlah ruang ini lebih besar dan akan meningkat bila lebih sedikit. Jadi, gas yang tersebar di dalam ruangan memiliki energi internal yang lebih sedikit daripada jika kita mengompresnya dalam silinder, karena partikelnya akan dipaksa untuk berinteraksi lebih dekat.
3. Tingkatkan suhu materi. Jika kita menaikkan suhu, misalnya, satu gram air dan satu gram tembaga, keduanya pada suhu dasar 0 ° C, kita akan melihat bahwa meskipun jumlah materi sama, es akan membutuhkan energi total yang lebih besar. untuk mencapai suhu yang diinginkan. Hal ini karena kalor jenisnya lebih tinggi, yaitu partikelnya kurang menerima energi yang dimasukkan dibandingkan dengan tembaga, menambahkan panas jauh lebih lambat ke energi internalnya.
4. Kocok cairan. Saat kami melarutkan gula atau garam dalam air, atau kami mempromosikan campuran serupa, kami biasanya mengocok cairan dengan alat untuk meningkatkan pelarutan yang lebih besar. Hal ini disebabkan oleh peningkatan energi internal sistem yang dihasilkan oleh pengenalan jumlah kerja (W) yang disediakan oleh tindakan kita, yang memungkinkan reaktivitas kimiawi yang lebih besar antara partikel yang terlibat.
5. Uapair. Setelah air mendidih, kita akan melihat bahwa uap memiliki energi internal yang lebih tinggi daripada air cair di dalam wadah. Ini karena, meski sama molekul (senyawa tidak berubah), untuk menginduksi transformasi fisik kita telah menambahkan sejumlah energi kalor (Q) ke air, menyebabkan agitasi yang lebih besar dari partikelnya.

Jenis energi lainnya