L'“energia interna di un gas ideale” non dipende dal percorso di un sistema chiuso, ma l'energia interna di un gas ideale dipende dallo stato iniziale e finale del sistema.
Dal legge della termodinamica otteniamo un concetto cristallino sull'energia interna di un gas ideale. L'energia interna di un gas ideale può essere spiegata come la quantità totale di energia è amalgamata con il movimento che potrebbe essere movimento di vibrazione, movimento di rotazione o movimento di traslazione delle molecole o degli atomi di una materia nel sistema.
Per saperne di più, leggi Ciclo di Carnot: le sue caratteristiche importanti insieme a 16 domande frequenti
Qual è l'energia interna di un gas ideale?
Per un gas ideale la quantità di energia interna di un sistema dipende solo dalla temperatura. Ma per il gas reale la quantità di energia interna di un sistema dipende dalla temperatura, dal volume, dalla pressione.
L'energia interna di un gas ideale è una proprietà estensiva e la quantità di energia di una materia gassosa non può determinarla direttamente. L'energia interna di un gas ideale è in un sistema le molecole di una materia gassosa, la quantità di energia interna che si trasferisce sotto forma di lavoro termodinamico e calore.
Credito immagine - wikipedia
Credito immagine - wikipedia
Per un gas ideale la quantità totale di energia interna è direttamente proporzionale alla temperatura ed anche al numero totale delle molecole di mole di una sostanza che è presente allo stato gassoso.
Per saperne di più, leggi Diffusività termica: sono tutti fatti importanti e domande frequenti
Quindi matematicamente l'energia interna di un gas ideale può essere espressa come,
dU = nCvdT…… eqn (1)
Oppure, U = Cvnt…………. eq (2)
Dall'equazione (1) termine nCvT è utilizzato dall'energia cinetica di un gas ideale.
Dove,
U = La quantità di energia interna di un gas
Cv = A volume costante la quantità di capacità termica di una sostanza gassosa
n = Il numero totale di moli di una sostanza gassosa
T = Temperatura dell'impianto
Energia interna di una formula di gas perfetto:
Nella termodinamica la variazione della quantità totale di energia interna che è espressa come ΔU può determinare, ma per un gas ideale la quantità di energia interna assoluta può essere stimata.
L'energia interna di una formula di gas ideale è,
Dove,
U = Energia interna di un gas ideale
cv = Capacità termica dell'isocorica specifica
m = Massa di un gas ideale
T = temperatura
Per calcolare la quantità di energia interna di un gas ideale in un primo momento dobbiamo immaginare che una sostanza gassosa sia bloccata in un cilindro che il tempo il volume del gas ideale dovrebbe essere in uno stato costante e il gas ideale dovrebbe raffreddarsi e raggiungere la temperatura dello zero assoluto.
In questo particolare stato tutte le particelle del gas ideale in posizione di riposo e non c'è energia interna è presente. La quantità totale di calore è espressa quando Q viene trasferita allo stato di volume costante finché la temperatura del gas ideale non raggiunge T. Ora in questo stato la quantità totale di calore necessaria per l'energia interna raggiunge U.
Energia interna di una derivazione del gas ideale:
In un sistema termodinamico la quantità di energia interna può essere convertita in energia potenziale o energia cinetica. Per il sistema della termodinamica possono contenere tre tipi di energia come l'energia interna, l'energia potenziale e l'energia cinetica.
Energia interna di derivazione per un gas ideale:-
Per una sostanza gassosa ideale l'energia interna dipende dall'energia cinetica e dall'energia potenziale.
Lo sappiamo,
M/m = Na
Kavg = 1/2 3RT/Na
Kavg = 3/2 kT perché k = R/Na
In che modo l'energia interna di un gas ideale differisce da quella del gas reale?
Il gas ideale spiega come, la sostanza gassosa che sono obbedisce alla legge dei gas in qualsiasi condizione di temperatura e pressione. Il gas reale spiega come, la sostanza gassosa che non è obbedisce alla legge dei gas.
La differenza tra l'energia interna di un gas ideale e il gas reale è discussa di seguito,
| parametri | Gas ideale | Gas vero |
| Pressione | Alta | Basso |
| Forza di attrazione intermolecolare | Non presente | Presente |
| Volume | Nessun volume definito | Volume deciso |
| Esistenza nell'ambiente | Non presente e il gas ideale è un gas ipotetico | Presente |
| Collisione elastica di molecole | Sì | Non |
| Interazione con altri gas | Non | Sì |
| Legge dei gas | Obey | Non obbedisce |
| Velocità | Non presente | Presente |
| Massa | Non presente | Presente |
| Volume | Non presente | Presente |
Energia interna specifica di un gas ideale:
L'energia interna specifica di un gas ideale che è espressa come u spiega come la quantità di energia interna di una materia gassosa ideale in per unità di massa della materia gassosa ideale particolare.
Per saperne di più, leggi Entalpia specifica: le sue importanti proprietà & amp; 8 FAQ
La formula dell'energia interna specifica di un gas ideale è,
u = U/m
Dove,
u = Energia interna specifica di un gas ideale in joule per chilogrammo
U = Energia interna di un gas ideale in joule
m = Massa di un gas ideale in chilogrammo
L'unità SI dell'energia interna specifica di un gas ideale è joule per chilogrammo. La dimensione dell'energia interna specifica di un gas ideale è L2T-2.
Variazione dell'energia interna di un gas ideale:
Dalle leggi dell'energia cinetica si evince chiaramente che l'energia cinetica di una particella ha una relazione diretta con la temperatura da quel cambiamento di energia interna di un gas ideale direttamente connesso.
La variazione dell'energia interna di un gas ideale dipende solo dalla temperatura e non dagli altri parametri fisici come volume, pressione. Se la temperatura iniziale, la temperatura finale è nota per il sistema, allora cambia l'energia interna di un gas ideale facile da determinare.
Se il sistema può seguire qualsiasi processo come isoentropico, isobarico o isocoro o qualsiasi altro metodo, il cambiamento nell'energia interna di un gas ideale è irrilevante. In una parola possiamo dire variazione dell'energia interna di un gas ideale governata solo dallo stato della materia gassosa non governata dal processo della materia gassosa. Se la temperatura è diversa nel sistema solo in quel caso l'energia interna può essere diversa per una sostanza gassosa ideale. La variazione di energia interna di un gas ideale può essere zero nel processo isotermico.
Credito immagine - Wikimedia Commons
Per saperne di più, leggi Processo isotermico: sono tutti fatti importanti con 13 domande frequenti
Con il processo della termodinamica la chiara relazione tra il cambiamento nell'energia interna di un gas ideale e la temperatura può facilmente indagare sulla materia gassosa. Nel processo di isocora sul gas non è stato eseguito alcun lavoro. Nel processo di isocoro sul gas viene immesso calore per questo motivo aumenta la variazione di energia interna di un gas ideale.
Qual è il cambiamento dell'energia interna?
In un sistema di termodinamica la variazione di energia interna si ricava in questo modo la somma delle variazioni di energia interna per la materia gassosa è uguale al lavoro netto svolto di un sistema termodinamico e la quantità totale di calore viene deposta al sistema e all'ambiente circostante del sistema.
Credito immagine - Wikimedia Commons
La formula per la variazione dell'energia interna di un gas ideale è:
∆U = Q + W
Dove,
ΔU = La quantità totale di variazione dell'energia interna di un gas ideale in un sistema
Q = L'importo di trasferimento di calore tra il sistema e l'ambiente circostante
W = Lavoro svolto da un sistema
In qualche processo non vi è alcun cambiamento nell'energia interna. I processi sono di processo ciclico, isotermico e espansione libera. In questi processi la quantità di energia interna è la stessa perché la temperatura del sistema rimane invariata.
Credito immagine - wikipedia
Come calcolare la variazione dell'energia interna di un gas ideale?
Dalla prima legge della termodinamica possiamo un concetto sulla variazione dell'energia interna di un gas ideale. La quantità di energia interna di un gas ideale è uguale al flusso di calore e al lavoro fotovoltaico svolto dal sistema.
La quantità di energia interna che potrebbe essere modificata per una materia gassosa che dovrebbe sempre essere uguale al lavoro svolto dal sistema e alla quantità di calore in ingresso e alla quantità di calore in uscita.
Formula per calcolare la variazione dell'energia interna di un gas ideale: -
Q =ΔU = W…….eqn (1)
Q = ∆U + PV
Perché sappiamo che la quantità di calore che viene aggiunta o rimossa è sempre uguale alla somma totale dell'energia interna che viene modificata e del lavoro svolto dal fotovoltaico.
Dall'eqn (1) dopo aver organizzato otteniamo,
ΔU = Q – PV……. eq (2)
Domande frequenti:-
Domanda: - I valori dell'energia interna di una sostanza restano sempre positivo o può essere negativo?
Soluzione: – No, in ogni momento i valori dell'energia interna di una sostanza non possono rimanere positivi.
A volte il valore dell'energia interna può essere negativo. Possiamo calcolare il valore dell'energia interna dalla somma del lavoro svolto e del calore. Il valore negativo dell'energia interna di un gas ideale significa che il valore dell'energia finale è inferiore al valore dell'energia iniziale.
Domanda: – Fornisci alcuni esempi di energia interna.
Soluzione: - Alcuni esempi di energia interna elencati di seguito,
- Vapore di una sostanza liquida
- Agitazione di una sostanza liquida
- Batterie
- Gas compressi
- Aumentare la temperatura di una sostanza
Ciao... sono Indrani Banerjee. Ho completato la mia laurea in ingegneria meccanica. Sono una persona entusiasta e sono una persona positiva su ogni aspetto della vita. Mi piace leggere libri e ascoltare musica.
Ciao amico lettore,
Siamo una piccola squadra alla Techiescience, che lavora duro tra i grandi player. Se ti piace quello che vedi, condividi i nostri contenuti sui social media. Il tuo supporto fa una grande differenza. Grazie!