Дотоод энергийг хоёр аргаар өөрчилж болно.

Хэрэв бие дээр ажил хийвэл түүний дотоод энерги нэмэгддэг.

Хэрэв бие өөрөө ажлаа хийвэл дотоод энерги нь буурдаг.

Дулаан дамжуулалтын гурван энгийн (анхны) төрөл байдаг.

Дулаан дамжилтын илтгэлцүүр

Конвекц

Конвекц гэдэг нь шингэн эсвэл хий, эсхүл мөхлөгт бодис дахь дулаан дамжуулах үзэгдэл юм. гэж нэрлэгддэг зүйл байдаг байгалийн конвекц, энэ нь таталцлын талбарт жигд бус халсан үед бодист аяндаа үүсдэг. Ийм конвекцын үед бодисын доод давхаргууд халж, хөнгөн болж, дээшээ хөвж, дээд давхарга нь эсрэгээрээ хөргөж, хүндэрч, доошоо живж, дараа нь процесс дахин дахин давтагдана.

Дулааны цацраг буюу цацраг гэдэг нь дулааны энергийн улмаас цахилгаан соронзон долгион хэлбэрээр нэг биеэс нөгөө бие рүү энерги шилжихийг хэлнэ.

Идеал хийн дотоод энерги

Тохиромжтой хийн тодорхойлолтод үндэслэн дотоод энергийн боломжит бүрэлдэхүүн хэсэг байхгүй (цочролоос бусад молекулын харилцан үйлчлэлийн хүч байхгүй). Тиймээс идеал хийн дотоод энерги нь зөвхөн түүний молекулуудын хөдөлгөөний кинетик энергийг илэрхийлдэг. Өмнө нь (2.10-р тэгшитгэл) хийн молекулуудын хөрвүүлэх хөдөлгөөний кинетик энерги нь түүний үнэмлэхүй температуртай шууд пропорциональ байгааг харуулсан.

Бүх нийтийн хийн тогтмол (4.6) илэрхийллийг ашиглан α тогтмолын утгыг тодорхойлж болно.

Ийнхүү идеал хийн нэг молекулын хөрвүүлэх хөдөлгөөний кинетик энергийг илэрхийллээр тодорхойлно.

Кинетик онолын дагуу эрх чөлөөний зэрэглэлд энергийн хуваарилалт жигд байна. Орчуулгын хөдөлгөөн нь 3 зэрэглэлийн эрх чөлөөтэй. Үүний үр дүнд хийн молекулын хөдөлгөөний нэг зэрэг нь түүний кинетик энергийн 1/3 хувийг эзэлнэ.

Хоёр, гурав, олон атомт хийн молекулуудын хувьд хөрвүүлэх хөдөлгөөний эрх чөлөөний зэрэглэлээс гадна молекулын эргэлтийн хөдөлгөөний эрх чөлөөний зэрэг байдаг. Хоёр атомт хийн молекулуудын хувьд эргэлтийн хөдөлгөөний чөлөөт градусын тоо 2, гурав, олон атомт молекулын хувьд 3 байна.

Молекулын хөдөлгөөний энергийн бүх чөлөөт зэрэгт хуваарилалт жигд, нэг кмоль хий дэх молекулын тоо Nμ-тэй тэнцүү тул идеал хийн нэг кмоль хийн дотоод энергийг илэрхийлэлийг үржүүлэх замаар гаргаж болно. (4.11) нэг кмоль дахь молекулын тоо, өгөгдсөн хийн молекулын хөдөлгөөний чөлөөт зэргийн тоогоор.

Энд Uμ нь киломол хийн Дж/кмоль дахь дотоод энерги, i нь хийн молекулын хөдөлгөөний чөлөөт зэргийн зэрэг юм.

1-ийн хувьд - атомын хий i = 3, 2 - атомын хий i = 5, 3 - атомын болон олон атомт хий i = 6 байна.

Цахилгаан гүйдэл. Цахилгаан гүйдэл байх нөхцөл. EMF. Бүрэн хэлхээний Ом-ын хууль. Ажил ба одоогийн хүч. Жоул-Ленцийн хууль.

Цахилгаан гүйдэл оршин тогтноход зайлшгүй шаардлагатай нөхцлүүдийн дунд: орчинд чөлөөт цахилгаан цэнэг байх, орчинд цахилгаан орон үүсэх зэрэг орно. Чөлөөт цэнэгийн чиглэлтэй хөдөлгөөнийг бий болгохын тулд орчин дахь цахилгаан орон шаардлагатай. Мэдэгдэж байгаагаар E эрчимтэй цахилгаан орон дахь q цэнэг нь F = qE хүчээр үйлчилдэг бөгөөд энэ нь чөлөөт цэнэгүүдийг цахилгаан орны чиглэлд хөдөлгөдөг. Дамжуулагчид цахилгаан орон байгаагийн шинж тэмдэг нь дамжуулагчийн аль ч хоёр цэгийн хооронд тэгээс ялгаатай потенциалын зөрүү байгаа явдал юм.

Гэсэн хэдий ч цахилгаан хүч нь цахилгаан гүйдлийг удаан хугацаанд хадгалж чадахгүй. Хэсэг хугацааны дараа цахилгаан цэнэгийн чиглэсэн хөдөлгөөн нь дамжуулагчийн төгсгөлд потенциалыг тэнцүүлж, улмаар түүний доторх цахилгаан орон алга болоход хүргэдэг. Цахилгаан хэлхээнд гүйдлийг хадгалахын тулд цэнэгүүд нь Кулоны хүчнээс гадна цахилгаан бус шинж чанартай (гадаад хүч) хүчинд өртөх ёстой. Гадны хүчийг үүсгэж, хэлхээний боломжит зөрүүг хадгалж, янз бүрийн төрлийн энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргадаг төхөөрөмжийг одоогийн эх үүсвэр гэж нэрлэдэг.

Цахилгаан гүйдэл байх нөхцөл:

үнэ төлбөргүй тээвэрлэгч байгаа эсэх

· боломжит зөрүү байгаа эсэх. Эдгээр нь гүйдэл үүсэх нөхцөл юм. гүйдэл оршин тогтнохын тулд

· хаалттай хэлхээ

· боломжит зөрүүг хадгалах гадны хүчний эх үүсвэр.

Электростатик (кулон) хүчийг эс тооцвол цахилгаан цэнэгтэй бөөмс дээр үйлчилж буй аливаа хүчийг гадны хүч гэж нэрлэдэг.

Цахилгаан хөдөлгөгч хүч.

Цахилгаан хөдөлгөгч хүч (EMF) нь шууд буюу ээлжит гүйдлийн эх үүсвэр дэх гадны (боломжгүй) хүчний ажлыг тодорхойлдог скаляр физик хэмжигдэхүүн юм. Хаалттай дамжуулагч хэлхээнд EMF нь хэлхээний дагуу нэг эерэг цэнэгийг шилжүүлэх эдгээр хүчний ажилтай тэнцүү байна.

Хүчдэлийн нэгэн адил EMF-ийн нэгж нь вольт юм. Бид хэлхээний аль ч хэсэгт цахилгаан хөдөлгөх хүчний талаар ярьж болно. Гальваник элементийн цахилгаан хөдөлгөгч хүч нь элементийн доторх нэг эерэг цэнэгийг сөрөг туйлаас эерэг туйл руу шилжүүлэхэд гадны хүчний ажилтай тоогоор тэнцүү байна. EMF-ийн тэмдэг нь гүйдлийн эх үүсвэр асаалттай байгаа хэлхээний хэсгийн дур мэдэн сонгосон чиглэлээс хамаарч тодорхойлогддог.

Бүрэн хэлхээний Ом-ын хууль.

Гүйдлийн эх үүсвэр ба эсэргүүцэлтэй R эсэргүүцэлтэй гүйдлийн эх үүсвэрээс бүрдэх хамгийн энгийн бүрэн хэлхээг авч үзье emf ε гүйдлийн эх үүсвэр нь r эсэргүүцэлтэй бөгөөд үүнийг одоогийн эх үүсвэрийн дотоод эсэргүүцэл гэж нэрлэдэг. Бүрэн хэлхээнд зориулж Ом-ийн хуулийг олж авахын тулд бид энерги хадгалагдах хуулийг ашигладаг.

Δt хугацаанд дамжуулагчийн хөндлөн огтлолоор q цэнэгийг дамжуулъя. Дараа нь томьёоны дагуу q цэнэгийг хөдөлгөхөд гадны хүчний хийсэн ажил тэнцүү байна. Одоогийн хүч чадлын тодорхойлолтоос бид: q = IΔt. Тиймээс, .

Гадны хүчний ажлын улмаас гүйдэл хэлхээгээр дамжин өнгөрөхөд Жоул-Ленцийн хуулийн дагуу хэлхээний гадаад ба дотоод хэсгүүдэд тодорхой хэмжээний дулаан ялгардаг. тэнцүү:

Эрчим хүчийг хадгалах хуулийн дагуу A st = Q, Иймээс одоогийн эх үүсвэрийн emf нь хэлхээний гадаад ба дотоод хэсгүүдийн хүчдэлийн уналтын нийлбэртэй тэнцүү байна.

Биеийн дотоод энергитогтмол утга байж болохгүй. Энэ нь ямар ч биед өөрчлөгдөж болно. Хэрэв та биеийн температурыг нэмэгдүүлбэл түүний дотоод энерги нэмэгдэх болно, учир нь молекулын хөдөлгөөний дундаж хурд нэмэгдэнэ. Тиймээс биеийн молекулуудын кинетик энерги нэмэгддэг. Мөн эсрэгээр, температур буурах тусам биеийн дотоод энерги буурдаг.

Бид дүгнэж болно: Молекулуудын хөдөлгөөний хурд өөрчлөгдвөл биеийн дотоод энерги өөрчлөгддөг.Молекулуудын хөдөлгөөний хурдыг нэмэгдүүлэх эсвэл багасгахын тулд ямар арга хэрэглэж болохыг тодорхойлохыг хичээцгээе. Дараах туршилтыг авч үзье. Нимгэн ханатай гуулин хоолойг тавиур дээр холбоно. Хоолойг эфирээр дүүргээд таглаагаар таглана. Дараа нь бид олсоор уяж, олсыг янз бүрийн чиглэлд эрчимтэй хөдөлгөж эхэлдэг. Тодорхой хугацааны дараа эфир буцалгаж, уурын хүч нь залгуурыг түлхэж гаргана. Бодисын дотоод энерги (эфир) нэмэгдсэнийг туршлага харуулж байна: эцэст нь энэ нь буцалж байх үед температураа өөрчилсөн.

Хоолойг олсоор үрэх үед хийсэн ажлын улмаас дотоод энерги нэмэгдсэн.

Бидний мэдэж байгаагаар биеийг халаах нь цохилт, гулзайлт, сунгалтын үед, эсвэл энгийнээр хэлбэл деформацийн үед тохиолддог. Өгөгдсөн бүх жишээн дээр биеийн дотоод энерги нэмэгддэг.

Тиймээс бие махбодид ажил хийснээр биеийн дотоод энергийг нэмэгдүүлэх боломжтой.

Хэрэв ажлыг бие өөрөө гүйцэтгэдэг бол түүний дотоод энерги буурдаг.

Өөр нэг туршилтыг авч үзье.

Бид агаарыг зузаан ханатай, тусгайлан хийсэн нүхээр тагладаг шилэн саванд шахдаг.

Хэсэг хугацааны дараа үйсэн савнаас нисэх болно. Таслагч хөлөг онгоцноос нисэх үед бид манан үүсэхийг харах боломжтой болно. Үүний үр дүнд түүний үүсэх нь хөлөг онгоцны агаар хүйтэн болсон гэсэн үг юм. Усан онгоцонд байгаа шахсан агаар нь залгуурыг шахах үед тодорхой хэмжээний ажил хийдэг. Тэрээр энэ ажлыг дотоод энергийн улмаас гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь багасдаг. Усан доторх агаарын хөргөлтийг үндэслэн дотоод энергийн бууралтын талаархи дүгнэлтийг гаргаж болно. Тиймээс, Биеийн дотоод энергийг тодорхой ажил гүйцэтгэх замаар өөрчилж болно.

Гэсэн хэдий ч дотоод энергийг ажил хийхгүйгээр өөр аргаар өөрчилж болно. Нэг жишээг авч үзье: зууханд зогсож байгаа данхны ус буцалж байна. Агаар, түүнчлэн өрөөнд байгаа бусад объектуудыг төвийн радиатороор халаана. Ийм тохиолдолд дотоод энерги нэмэгддэг, учир нь биеийн температур нэмэгддэг. Гэвч ажил нь хийгдээгүй байна. Тиймээс бид дүгнэж байна тодорхой ажлын гүйцэтгэлийн улмаас дотоод энергийн өөрчлөлт гарахгүй байж болно.

Өөр нэг жишээг харцгаая.

Металл сүлжмэлийн зүүг нэг аяга усанд хийнэ. Халуун усны молекулуудын кинетик энерги нь хүйтэн металлын хэсгүүдийн кинетик энергиээс их байдаг. Халуун усны молекулууд өөрсдийн кинетик энергийн зарим хэсгийг хүйтэн металлын хэсгүүдэд шилжүүлэх болно. Тиймээс усны молекулуудын энерги тодорхой хэмжээгээр буурч, харин металлын хэсгүүдийн энерги нэмэгдэх болно. Усны температур буурч, сүлжмэлийн зүүний температур аажмаар буурна нэмэгдэх болно. Ирээдүйд сүлжмэлийн зүү болон усны температурын ялгаа алга болно. Энэ туршлагын улмаас бид янз бүрийн биеийн дотоод энерги өөрчлөгдсөнийг харсан. Бид дүгнэж байна: Төрөл бүрийн биеийн дотоод энерги нь дулаан дамжуулалтаас болж өөрчлөгддөг.

Бие махбодид эсвэл бие махбодид тодорхой ажил хийхгүйгээр дотоод энергийг хувиргах үйл явц гэж нэрлэдэг дулаан дамжуулалт.

Асуулт хэвээр байна уу? Та гэрийн даалгавраа хэрхэн хийхээ мэдэхгүй байна уу?
Багшаас тусламж авахын тулд бүртгүүлнэ үү.
Эхний хичээл үнэ төлбөргүй!

вэб сайт, материалыг бүрэн эсвэл хэсэгчлэн хуулахдаа эх сурвалжийн холбоос шаардлагатай.

Хэрэв та таглаатай, ёроол нь усаар бүрхэгдсэн зузаан ханатай саванд шахвал хэсэг хугацааны дараа таглаа савнаас гарч, саванд манан үүснэ. Тэнд байгаа агаар тодорхой хүчээр үйлчилдэг тул үйсэн савнаас нисэн гарчээ. Залгуур гарах үед агаар ажилласан. Бие нь энергитэй бол ажил хийж чаддаг гэдгийг мэддэг. Тиймээс саванд байгаа агаар нь энергитэй байдаг.

Агаар ажиллах тусам түүний температур буурч, нөхцөл байдал өөрчлөгдсөн. Үүний зэрэгцээ агаарын механик энерги өөрчлөгдөөгүй: түүний хурд, дэлхийтэй харьцуулахад байрлал нь өөрчлөгдөөгүй. Үүний үр дүнд ажил механик биш, харин өөр эрчим хүчний улмаас хийгдсэн. Энэ энерги нь саванд байгаа агаарын дотоод энерги юм.

Дотоод энергибие нь түүний молекулуудын хөдөлгөөний кинетик энерги ба тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийн боломжит энергийн нийлбэр юм. Кинетик энерги ( Эк) молекулууд хөдөлгөөнд орсноос хойш потенциал энергитэй ( Эп) харилцан үйлчилдэг. Дотоод энергийг үсгээр тэмдэглэнэ У. Дотоод энергийн нэгж нь 1 жоуль (1 Ж). U = Ek + En.

Дотоод энергийг өөрчлөх арга замууд

Молекулуудын хөдөлгөөний хурд их байх тусам биеийн температур өндөр байх тусам дотоод энерги нэмэгддэг биеийн температураас хамаарна . Бодисыг хатуу төлөвөөс шингэн төлөвт шилжүүлэхийн тулд, жишээлбэл, мөсийг ус болгон хувиргахын тулд та түүнд эрчим хүч өгөх хэрэгтэй. Тиймээс ус нь ижил масстай мөсөөс илүү дотоод энергитэй тул дотоод энергитэй байх болно биеийн физик байдлаас хамаарна .

Дотоод энергийг өөрчлөх боломжтой ажил гүйцэтгэх үед . Хэрэв та алхаар хэд хэдэн удаа хар тугалга цохих юм бол тугалган хэсэг халах нь хүртэл мэдрэгчтэй байдаг. Үүний үр дүнд түүний дотоод энерги, түүнчлэн алхны дотоод энерги нэмэгдсэн. Хар тугалга дээр ажил хийгдсэн тул ийм зүйл болсон.

Хэрэв бие өөрөө ажилладаг бол дотоод энерги нь буурч, хэрэв ажил хийвэл дотоод энерги нь нэмэгддэг.

Нэг аяга хүйтэн ус руу халуун ус хийнэ, халуун усны температур буурч, хүйтэн усны температур нэмэгдэх болно. Харгалзан үзэх жишээнд механик ажил хийгдээгүй, биеийн дотоод энерги өөрчлөгддөг дулаан дамжуулалт, түүний температурын бууралтаар нотлогдож байна.

Халуун усны молекулууд нь хүйтэн усны молекулуудаас илүү кинетик энергитэй байдаг. Халуун усны молекулууд мөргөлдөх үед энэ энергийг хүйтэн усны молекулуудад шилжүүлж, хүйтэн усны молекулуудын кинетик энерги нэмэгддэг. Халуун усны молекулуудын кинетик энерги буурдаг.

Дулаан дамжуулалтБиеийн нэг хэсгээс нөгөөд эсвэл нэг биеэс нөгөөд энерги шилжүүлэх үед биеийн дотоод энергийг ажил хийлгүйгээр өөрчлөх арга юм.

Биеийн механик энергийг хэрхэн өөрчлөх вэ? Тийм ээ, маш энгийн. Байршлыг нь өөрчлөх эсвэл хурдасгах. Жишээлбэл, бөмбөг өшиглөх эсвэл газраас дээш өргөх.

Эхний тохиолдолд бид түүний кинетик энергийг, хоёрдугаарт, боломжит энергийг өөрчлөх болно. Дотоод энергийн талаар юу хэлэх вэ? Биеийн дотоод энергийг хэрхэн өөрчлөх вэ? Эхлээд энэ нь юу болохыг олж мэдье. Дотоод энерги нь биеийг бүрдүүлдэг бүх хэсгүүдийн кинетик ба потенциал энерги юм. Ялангуяа бөөмсийн кинетик энерги нь тэдний хөдөлгөөний энерги юм. Тэдний хөдөлгөөний хурд нь мэдэгдэж байгаачлан температураас хамаардаг. Энэ нь логик дүгнэлт нь биеийн температурыг нэмэгдүүлэх замаар бид түүний дотоод энергийг нэмэгдүүлэх болно. Биеийн температурыг нэмэгдүүлэх хамгийн хялбар арга бол дулаан солилцоо юм. Янз бүрийн температуртай биетүүд хоорондоо холбогдоход хүйтэн бие нь дулааных нь зардлаар халдаг. Энэ тохиолдолд дулаан бие нь хөрнө.

Өдөр тутмын энгийн жишээ: аяга халуун цайнд хүйтэн халбага маш хурдан халдаг, гэхдээ цай бага зэрэг хөрдөг. Биеийн температурыг нэмэгдүүлэх нь өөр аргаар боломжтой байдаг. Бид бүгд гадаа нүүр, гар даарвал юу хийдэг вэ? Бид гурав. Объектуудыг үрэх үед тэд халдаг. Түүнчлэн, объектууд нөлөөлөл, дарамтанд өртөх, өөрөөр хэлбэл харилцан үйлчлэх үед халдаг. Эрт дээр үед модыг хооронд нь үрэх, эсвэл өөр чулуун дээр цахиур цохих зэргээр гал хэрхэн яаж гарсныг бүгд мэддэг. Мөн бидний үед цахиур асаагуур нь цахиурын эсрэг металл бариулын үрэлтийг ашигладаг.

Өнөөг хүртэл бид түүний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн кинетик энергийг өөрчлөх замаар дотоод энергийг өөрчлөх тухай ярьж байна. Эдгээр ижил хэсгүүдийн потенциал энергийн талаар юу хэлэх вэ? Мэдэгдэж байгаагаар бөөмсийн боломжит энерги нь тэдгээрийн харьцангуй байрлалын энерги юм. Тиймээс биеийн хэсгүүдийн боломжит энергийг өөрчлөхийн тулд бид биеийг деформаци хийх хэрэгтэй: шахах, мушгих гэх мэт, өөрөөр хэлбэл бие биентэйгээ харьцуулахад бөөмсийн байршлыг өөрчлөх. Энэ нь бие махбодид нөлөөлөх замаар хийгддэг. Бид биеийн бие даасан хэсгүүдийн хурдыг өөрчилдөг, өөрөөр хэлбэл бид үүн дээр ажилладаг.

Дотоод энергийн өөрчлөлтийн жишээ

Тиймээс дотоод энергийг өөрчлөхийн тулд бие махбодид нөлөөлөх бүх тохиолдлыг хоёр аргаар гүйцэтгэдэг. Нэг бол түүнд дулаан дамжуулах, өөрөөр хэлбэл дулаан дамжуулах, эсвэл түүний бөөмсийн хурдыг өөрчлөх, өөрөөр хэлбэл бие дээр ажиллах.

Дотоод энергийн өөрчлөлтийн жишээ- Эдгээр нь дэлхий дээр тохиолддог бараг бүх үйл явц юм. Бие махбодид юу ч тохиолдоогүй тохиолдолд бөөмсийн дотоод энерги өөрчлөгддөггүй бөгөөд энэ нь маш ховор тохиолддог - энерги хадгалагдах хууль үйлчилдэг. Бидний эргэн тойронд ямар нэгэн зүйл байнга тохиолддог. Эхлээд харахад юу ч тохиолддоггүй объектуудад ч гэсэн бидэнд үл үзэгдэх янз бүрийн өөрчлөлтүүд тохиолддог: температурын бага зэргийн өөрчлөлт, бага зэргийн хэв гажилт гэх мэт. Сандал нь бидний жингийн дор бөхийж, тавиур дээрх номын температур агаарын хөдөлгөөн бүрт бага зэрэг өөрчлөгддөг, ноорог бүү хэл. Яахав амьд биетүүдийн хувьд тэдний дотор байнга ямар нэгэн зүйл болж, дотоод энерги нь бараг л цаг мөч бүрт өөрчлөгддөг нь үг хэллэггүй ойлгомжтой.