منو
 کاربر Online
955 کاربر online
 : فیزیک
برای پاسخ دادن به این ارسال باید از صفحه قبلی اقدام کنید.   کاربر offline دبیر گروه فیزیک 3 ستاره ها ارسال ها: 2228   در :  جمعه 18 دی 1388 [09:08 ]
  نگاهی به مفهوم انرژي دروني
 

نگاهی به مفهوم انرژي دروني

انرژي دروني يكي از مهم‌ترين مفاهيم در ترموديناميك است. معمولا ضمن بحث درباره‌ي تغيير انرژي جسمي كه با اصطكاك مي‌لغزد ، گفته می شود كه گرم كردن جسم انرژي دروني آن را افزايش و سرد كردن جسم انرژي دروني آن را كاهش مي‌دهد. اما انرژي دروني چيست؟ مي‌توانيم آن را از ديدگاه‌هاي متفاوتي بررسي كنيم؛ ابتدا با ديدگاهي مبتني بر مكانيك شروع مي‌كنيم. ماده از اتم‌ها و مولكول‌ها تشكيل شده است ، و اين‌ها نيز از ذره‌هايي ساخته شده‌اند كه انرژي‌هاي جنبشي و پتانسيل دارند. انرژي دروني يك دستگاه را به صورت مجموع انرژي‌هاي جنبشي همه‌ي ذره‌هاي تشكيل دهنده‌ي آن به اضافه‌ي مجموع انرژي‌هاي پتانسيل بر هم كنش بين اين ذره‌ها تعريف مي‌كنيم. ‌

توجه كنيد كه انرژي دروني شامل انرژي پتانسيل ناشي از بر هم كنش بين دستگاه و محيط اطراف آن نيست. اگر دستگاه يك ليوان آب باشد ، قرار دادن آن روي قفسه‌ بلندي انرژي پتانسيل گرانشي حاصل از بر هم كنش بين ليوان و زمين را افزايش مي‌دهد. اما اين اثري روي بر هم كنش بين مولكول‌هاي آب ندارد و در نتيجه انرژي دروني آب تغيير نمي‌كند.

از نماد U براي انرژي دروني استفاده مي‌كنيم. (از اين نماد در مبحث مكانيك براي نمايش انرژي پتانسيل استفاده كرديم. به ياد داشته باشيد كه در ترموديناميك U معناي متفاوتي دارد.) در طي تغيير حالت دستگاه ممكن است انرژي دروني آن از مقدار اوليه‌ي U1 به مقدار نهايی U2 تغيير كند. تغيير در انرژي دروني را به صورت U2-U1 نشان مي‌دهيم.

در يك فرايند ترموديناميكي ، انرژي دروني U يك دستگاه ممكن است (الف) افزايش يابد، (ب) كاهش يابد، يا (پ) تغيير نكند.

تصویر

تصویر

تصویر

انرژي دروني يك فنجان قهوه فقط به حالت ترموديناميكي آن بستگي دارد ـ چقدر آب و دانه‌هاي قهوه در آن است ، و دماي آن چقدر است. به چگونگي آماده شدن قهوه ـ يعني ، به مسير ترموديناميكي براي رسيدن به حالت فعلي بستگي ندارد.

تصویر

  امتیاز: 0.00