Tip:
Highlight text to annotate it
X
关注的是物理化学 系统,例如,用这个简单的气体系统。 我们可以描述这个系统,通过指定的压力,
音量的温度。 一个重要的问题,但还没有被切断,这是问题: “多少能量 因为在这个系统?“
当我们一般谈论的内在能量在热力学上, 我们的意思是在一个系统中的物种的动能和势能的总和。
例如,如果我们在此水 系统会 那么我们有以下的能源类型: 我们拥有的所有空间中的水分子的动能
这是平动能 - 动能的一种形式。 然后我们有转动能量 - 水粒子可能对不同的轴旋转。
这也是一个动能。 然后我们有振荡 或振动或振动能量 水分子中的原子可以以不同的方式对对方振动。
这种振荡是两个 势能和动能。事实上,标志的振动是不同类型的能量的相互转换。 水是在一定的条件下以液体形式
是因为力量或能量 水粒子之间存在 这些粒子之间的分子间相互作用。
不分解成水分子的原子的结合能 之间存在的原子。此外另一种形式的能量。
有了这五种形式的能量 迈耶 我们中间的形式来为我们的宗旨 还有其他类型的能量,例如电子的能量或能量的原子核
这些类型的能源,但不改变 而一般的物理和化学过程 因此,他们是我们无关。 相关的三种热能
分子间的电能与化学能。 总的总和 内部的能量,这是我们简称U. 因此,每个系统都有一定的内部能量。
的内能的绝对值是不可测量的。 但你可以衡量, 只有这种规模的变化,
这些变化将被记为U.三角洲 例如,如果 温度的变化 然后我们改变了热单位
内部的能量 - 平移,旋转和振荡。 如果我们改变了物质的阶段, 因此,例如,蒸发,冷凝或熔化,
我们改变了分子间的能量。 未当我们进行化学反应, 然后我们改变的结合能 - 在一个系统中的化学能。
焓的变化,可以测量的, 这里是对我们来说最相关的三个过程。 内部的能量被引入,其中包括 至
在热力学第一定律 制定简洁的形式很短。 第一定律 几乎是常识 它是能量守恒定律。
简而言之,它是: “内部能量 一个孤立的系统 是不变的“ 当一个系统是孤立的环境 - 环境
既不大规模转让或物质交换是可能的 - 然后在这个内部的能量 那么室内能源
恒定的系统中。当U 不改变,这意味着增量V是等于零。 - 最短形式的第一主定理。 如果在本地系统中的某处减少内部的能量 -
由温度降低 - 必须是该系统在不同的位置 发生相反的过程 - 必须有内部的能量
增加相同金额, 因此,所有的变化的总和是零。 如果我们有一个孤立的系统,但一个封闭的系统,
作为这个系统的能源 能够与环境交换, 那么我们就需要稍微修改的第一部法律。
当能量交换是可能的系统和环境之间 该系统内部的能量有可能发生变化
但只能在牺牲内部能量 环境。 总体而言,人们可以 始终是一个孤立的系统 - 例如,宇宙 - 想象。
封闭系统的第一定律应该读这样的: 在系统的内部能量的变化 加在内部能量变化
面积为等于零。 当冰schmizt时 增加 系统内部的能量 - 如果我们只考虑作为一个系统的水 -
但在牺牲 周围的内部能量: 在环境中的内能 相同数量的减少 何时 通过熔化的内部能量水
增加。 这同样适用于任何化学反应: 如果切割债券 重形式,而内部能量的系统,例如,
降低 必须增加周围环境的内部能量完全相同的金额。 我们认为系统之间的能量交换(紫色线)
和环境。 我们的系统 内部含有一定能U 这个内部能量 改变, 与周围环境的能量交换时。这种能量交换
可以以多种方式发生。 可以加热系统 在该地区的流量,反之亦然。 热,这是能量交换
无向以上 粒子运动; 简称由Q 然后,在系统的音量可能会改变。 如果存在的外部压力, 这也被连接到一个能量交换。
超过工作容积的能量交换。 W索引V. 我们可以随着电池 关注能量的交换,通过电能与环境。
你拿起 工作的是不是一个工作容积, 连同有用的工作。 我们总共有三
类型之间的能量交换 系统和环境: 有用的工作 工作容积 和热量。
该 总和 这种能量交换 金额必须完全 内部能量的变化 三角洲V对应。
这是声明 封闭系统的第一基本定理 - 对我们来说最重要的语句。我们可以
总结工件W的工作量和有用的工作 并获得 简洁的等式 三角洲V是Q + W;
杜等于或,DQ滥用加。 的能量的量 在 失去内在能量系统 一定要赢在内蒙古能源环境。
系统和环境之间的能量交换,无论是工作或热。 这个公式也是如此有趣 因为一个状态变量变化三角洲V
两个过程变量 Q和W的联系。 Q和W是路径依赖; 三角洲V是 不依赖外。 如果一个进程的最终状态是初始状态A E
清晰界定 状态的改变可以以各种方式发生。 例如,在我的方式 或在路上II 这两条路径
可能不同的过程变量的功和热。 威斯康星不一定WII, 然而 在所有状态变量的变化
这种方式相匹配。三角洲UI等于三角洲UII。 因为内部的能量是一个状态变量,它也
总差: 我们可以改变 内部能量 制定作为 的体积的变化和温度变化的函数。
我们制定的第一部法律再次封闭系统:三角洲V是Q加W。 W分裂 在成交量的工作和有益的工作。
现在我们来考虑一个状态变化的一种特殊情况: 一个自发的等容 过程中, 其特征在于,所述卷的定义
不会改变。 的过程中会自发地发生,因此,它是 没有任何有用的工作 发生: 定容和
自发 状态的变化。 比如,如果你一个封闭的锡(体积不变) 在一个炎热的火炉和 的内容就可以是加热的,这是一个自发的等容
状态的变化。 对于这种特殊情况下的一个过程,在第一主定理简化为: 是零体积变化 手段 的体积等于零工作。
自发的过程是有用的工作等于零。 我们得到了简单的等式 三角洲V是Q指数V。
这意味着 当我 想在内部能量的变化来衡量, 我需要衡量自发的等容加热 - 和
大量的热量很容易估量。 这是测试规范 在 内部能量。 对于每一个新推出的,我们需要的大小
在科学 测量的规定, 否则,这样的规模是不是很有用。 每当我们衡量一个自发的等容热,我们测量
一改 内部能量。 在这种形式下,例如我们可以检查任何进程 我们可以创建一个化学反应 定容,并自发地进行,然后有一个声明关于
内部能量的变化。 我们希望有一个例子 软糖烧伤 所以 糖 氧 至 带来的反应。我们包的起始原料
(葡萄糖和氧的反应物) 在密闭容器中(括在一种锡) - 也称为 高压灭菌或弹热量计。
然后我们这些热量炸弹挂 与起始物的水浴中, 所放出的热 全面检测和测量。
然后,我们开始反应 - 有关的火花 从高压釜中测量热流到水浴。 当我们打开高压釜试用后,
认识 我们只 二氧化碳 水滴 - 化学反应的最终产品。 的温度上升的热量,这是免费的,反映在
水洗澡。 从 温度升高,我们可以加热 计算。 这是一个等体积的热,因为该系统具有它的体积
没有改变。 这等容热 - 约100千焦耳 - 匹配 三角洲V - 符合相应的变化
我们的系统内部能量。 二氧化碳和 水滴 有不同的内部能量 橡皮糖和氧
- 在这种情况下一个确切的低能量100千焦耳 - 产品约100千焦耳的能量比 反应物。 三角洲V 等于QV 这里的热是负的 - 这是一个放热过程 -
一路从 Ausgansgsstoffen到最终产品的 是大力下坡。 我们可以做到这一点的能量图
素描: 起始原料 和最终产品 的能量图中绘制。 源语言 起劲 上述成品。 的差异这些能量Niveuas之间
可以测量等容热。 对于内部能量稍微正式热力学: 如果我们有一个组件,我们需要清楚确定其状态的吉布斯两个密集的状态变量 -
例如,体积和温度。因此,我们的系统的任何财产 决心 如果我的体积和温度,因为这
气态系统奠定下来,我 因此,内部的能量 系统描述清楚。 在差分符号 对应的声明
总差: 内部能量的变化U D贝叶 显然取决于在体积为d V的变化 d和温度T的变化 所面临的偏导数,V和T的变化,
特殊的重要性: 内衬红色的“温度系数”的内部能量U D D T 从测量中获得的程序为 在内部能量的变化
(在恒定的体积,发热量等于内能的改变): 在体积不变 瀑布,第一项 总的差分
远离(D U D V是等于零) 和 当我 然后 ðU是D Q组, 我得到这个著名的方程 - 热和
通过热容C的温度变化挂钩V。 是: 在恒定体积的内能与温度的偏导数对应于
热容量 C指数V(“功率容量”)。 此外,在恒定温度下的体积的内部能量的导数具有一个特殊的名字:
内部压力Pi 对于理想气体,Pi是等于零,理想气体 的内能仅依赖于温度的,而不是在卷上(2同性恋Lussacsches法“)。
在实际的气体和其他物质 然而丕 考虑到。 在这里,内部能量总的差分再次配制与
内部压力系数和热容量。 我可以期望这种差别数学和 有趣的关系不同 属性 。抽奖内部能量的依赖性
在恒定压力下的温度 结果 (在数学上不是很干净)从第一个方程 通过“改变”或 “除以D T”。
获得这个表达式。 在恒定压力下的体积温度的偏导数对应 等压膨胀系数α乘以音量。 因此,我计算所需的背景下,
当我 简历,α和PI知道。 对于理想气体,方程式简化 Pi是等于零 只剩温度依赖性简历
内部能量 一般来说,你可以记住:内部的能量取决于理想的气体 仅在温度 - 不管压力 和什么样的量存在 -
只有一个温度。 (总结法和内部能源) 第一定律指出,能量既不能创造,也不破坏,
有没有永动机,这从 没有任何东西可以产生能量。 重要的是制定 封闭系统的第一定律
这种能量的变化是可能的,如果任一 热流量之间的系统 与环境 或更换工作。
其中U的变化d 所交换的 热Q和工作W. 因为内部的能量是一个状态变量,
我们可以制定自己的总差分。 ü变化d 取决于D,D T和V, 相应的系数 的热容量CV
和内部压力Pi