De "interne energie van een ideaal gas" is niet afhankelijk van het pad van een systeem dat gesloten is, maar de interne energie van een ideaal gas hangt af van de begintoestand en de eindtoestand van het systeem.
Van de wet van de thermodynamica we krijgen een glashelder concept over de interne energie van een ideaal gas. De interne energie van een ideaal gas kan worden verklaard als de totale hoeveelheid energie wordt samengevoegd met de beweging die trillingsbeweging, rotatiebeweging of translatiebeweging van de moleculen of atomen van een materie in het systeem kan zijn.
Lees meer over Carnot Cycle: zijn belangrijke functies samen met 16 veelgestelde vragen
Wat is de interne energie van een ideaal gas?
Voor een ideaal gas is de hoeveelheid interne energie voor een systeem alleen afhankelijk van de temperatuur. Maar voor het echte gas hangt de hoeveelheid interne energie voor een systeem af van temperatuur, volume en druk.
De interne energie van een ideaal gas is een eigenschap van uitgebreid en de hoeveelheid energie van een gasvormige materie kan niet direct worden bepaald. De interne energie van een ideaal gas is in een systeem de moleculen van een gasvormige materie, de hoeveelheid interne energie die wordt overgedragen in de vorm van thermodynamisch werk en warmte.
Image Credit - Wikipedia
Image Credit - Wikipedia
Voor een ideaal gas is de totale hoeveelheid interne energie recht evenredig met de temperatuur en ook met het totale aantal molmoleculen van een stof die in gasvormige toestand aanwezig is.
Lees meer over Thermische diffusie: het zijn allemaal belangrijke feiten en veelgestelde vragen
Dus wiskundig kan de interne energie van een ideaal gas worden uitgedrukt als,
dU = nCvdT...... eqn (1)
Of, U = Cvnt…………. eqn (2)
Uit de vergelijking (1) term nCvT wordt gebruikt uit de kinetische energie van een ideaal gas.
Waar,
U = De hoeveelheid interne energie van een gas
Cv = Bij constant volume de hoeveelheid warmtecapaciteit van een gasvormige stof
n = Het totale aantal mol van een gasvormige stof
T = Temperatuur van het systeem
Interne energie van een ideale gasformule:
In de thermodynamica kan de verandering van de totale hoeveelheid interne energie, uitgedrukt als ΔU, bepalen, maar voor een ideaal gas kan de hoeveelheid absolute interne energie worden geschat.
Interne energie van een ideale gasformule is,
Waar,
U = Interne energie van een ideaal gas
cv = Warmtecapaciteit van de specifieke isochoor
m = Massa van een ideaal gas
T = Temperatuur
Om de hoeveelheid interne energie van een ideaal gas te berekenen, moeten we ons eerst voorstellen dat een gassubstantie is geblokkeerd in een cilinder op het moment dat de het volume van het ideale gas moet constant zijn en het ideale gas moet afkoelen en het absolute nulpunt bereiken;.
In deze bijzondere toestand zijn alle deeltjes van het ideale gas in ruststand en is er geen interne energie aanwezig. De totale hoeveelheid warmte wordt uitgedrukt als Q wordt overgedragen in de constante volumetoestand totdat de ideale gastemperatuur T bereikt. In deze toestand bereikt de totale hoeveelheid warmte die nodig is voor de interne energie bij U.
Interne energie van een ideale gasafleiding:
In een thermodynamisch systeem kan de hoeveelheid interne energie worden omgezet in potentiële energie of kinetische energie. Voor het systeem van de thermodynamica kunnen drie soorten energie zoals interne energie, potentiële energie en kinetische energie bevatten.
Afleiding interne energie voor een ideaal gas: -
Voor een ideale gassubstantie hangt de interne energie af van de kinetische energie en potentiële energie.
We weten dat,
M/m = Na
Kavg = 1/2 3RT/Na
Kavg = 3/2 kT omdat k = R/Na
Hoe verschilt de interne energie van een ideaal gas van die van echt gas?
Het ideale gas verklaart als volgt, de gasvormige substantie die gehoorzaamt aan de wet van gassen bij elke omstandigheid van temperatuur en druk. Het echte gas verklaart als, de gasvormige substantie die niet de wet van gassen gehoorzaamt.
Het verschil tussen de interne energie van een ideaal gas en echt gas wordt hieronder besproken,
| parameters | Ideaal gas | Echt gas |
| Druk | Hoge | Laag |
| Intermoleculaire aantrekkingskracht: | Niet aanwezig | Presenteer |
| Volume | Geen definitief volume | Bepaald volume |
| Bestaan in de omgeving | Niet aanwezig en het ideale gas is hypothetisch gas | Presenteer |
| Elastische botsing van moleculen | Ja | Nee |
| Interactie met anderen gas | Nee | Ja |
| Wet van gassen | Gehoorzamen | gehoorzaamt niet |
| Snelheid | Niet aanwezig | Presenteer |
| Massa | Niet aanwezig | Presenteer |
| Volume | Niet aanwezig | Presenteer |
Specifieke interne energie van een ideaal gas:
De specifieke interne energie van een ideaal gas die wordt uitgedrukt als u legt uit als de hoeveelheid interne energie van een ideale gasmaterie in per massa-eenheid van de specifieke ideale gasmaterie.
Lees meer over Specifieke enthalpie: zijn belangrijke eigenschappen & amp; 8 veelgestelde vragen
De formule van de specifieke interne energie van een ideaal gas is,
u = U/m
Waar,
u = Specifieke interne energie van een ideaal gas in joule per kilogram
U = Interne energie van een ideaal gas in joule
m = Massa van een ideaal gas in kilogram
De SI-eenheid van de specifieke interne energie van een ideaal gas is joule per kilogram. De dimensie van specifieke interne energie van een ideaal gas is L2T-2.
Verandering in interne energie van een ideaal gas:
Uit de wetten van de kinetische energie blijkt duidelijk dat de kinetische energie van een deeltje een direct verband heeft met de temperatuur door die verandering in de interne energie van een ideaal gas dat er direct mee verbonden is.
Verandering in interne energie van een ideaal gas hangt alleen af van de temperatuur, het is niet afhankelijk van andere fysieke parameters zoals volume, druk. Als de begintemperatuur, de eindtemperatuur bekend is voor het systeem, dan is de verandering in interne energie van een ideaal gas gemakkelijk te bepalen.
Of het systeem een proces kan volgen zoals isentropisch, isobaar of isochoor of een andere methode, de verandering in interne energie van een ideaal gas is niet relevant. In één woord kunnen we zeggen verandering in interne energie van een ideaal gas wordt alleen bepaald door de toestand van de gasvormige materie en niet door het proces van de gasvormige materie. Als de temperatuur in het systeem alleen in dat geval verschilt, kan de interne energie voor een ideale gasvormige stof verschillen. De verandering in interne energie van een ideaal gas kan nul zijn in het proces van isotherm.
Image Credit - Wikimedia Commons
Lees meer over Isotherm proces: het zijn allemaal belangrijke feiten met 13 veelgestelde vragen
Door het proces van de thermodynamica kan de duidelijke relatie tussen verandering in interne energie van een ideaal gas en temperatuur gemakkelijk worden onderzocht van gasvormige materie. In het proces van isochoor op het gas is er geen werk gedaan. In het proces van isochoor op het gas wordt warmte ingevoerd om deze reden neemt de verandering in interne energie van een ideaal gas toe.
Wat is de verandering van interne energie?
In een thermodynamisch systeem wordt de verandering in interne energie op deze manier afgeleid, de som van de interne energieveranderingen voor de gasvormige materie is gelijk aan het netto werk van een thermodynamisch systeem en de totale hoeveelheid warmte die wordt afgezet op het systeem en de omgeving van het systeem.
Image Credit - Wikimedia Commons
De formule voor de verandering in interne energie van een ideaal gas is,
Δ U = Q + W
Waar,
ΔU = De totale hoeveelheid verandering in interne energie van een ideaal gas in een systeem
Q = De hoeveelheid warmteoverdracht tussen het systeem en de omgeving van het systeem
W = Werk gedaan door een systeem
In een of ander proces is er geen verandering in interne energie. De processen zijn cyclisch proces, isotherm en gratis uitbreiding. Bij deze processen is de hoeveelheid interne energie hetzelfde omdat de temperatuur van het systeem onveranderd blijft.
Image Credit - Wikipedia
Hoe de verandering in interne energie van een ideaal gas te berekenen?
Vanuit de 1e wet van de thermodynamica kunnen we een concept bedenken over verandering in interne energie van een ideaal gas. De hoeveelheid interne energie van een ideaal gas is gelijk aan de warmtestroom en PV die door het systeem wordt verricht.
De hoeveelheid interne energie die voor een gasvormige materie zou kunnen veranderen, moet altijd gelijk zijn aan de arbeid van het systeem en de hoeveelheid ingangswarmte en hoeveelheid uitgangswarmte.
Formule voor het berekenen van verandering in interne energie van een ideaal gas: -
Q =ΔU = W…….eqn (1)
Q = ΔU + PV
Omdat we dat weten, is de hoeveelheid warmte die wordt toegevoegd of verwijderd altijd gelijk aan de totale som van de interne energie die wordt veranderd en de arbeid die door PV is verricht.
Uit de eqn (1) na het arrangeren krijgen we,
ΔU = Q – PV……. vergelijking (2)
Veelgestelde vragen: -
Vraag: - Blijven altijd de waarden van de interne energie van een stof? positief of kan het negatief zijn?
Oplossing: – Nee, altijd kunnen de waarden van de interne energie van een stof niet positief blijven.
Enige tijd kan de waarde van de interne energie negatief zijn. We kunnen de waarde van interne energie berekenen uit de som van arbeid en warmte. Negatieve waarde van interne energie van een ideaal gas betekent dat de waarde van de eindenergie laag is dan de waarde van de initiële energie.
Vraag: – Geef enkele voorbeelden van interne energie.
Oplossing: - Enkele voorbeelden van interne energie die hieronder worden vermeld,
- Damp van een vloeibare stof
- Schudden van een vloeibare substantie
- Batterijen
- Samengeperste gassen
- De temperatuur van een stof verhogen
Hallo..Ik ben Indrani Banerjee. Ik heb mijn bachelor werktuigbouwkunde afgerond. Ik ben een enthousiast persoon en ik ben een persoon die positief is over elk aspect van het leven. Ik hou van boeken lezen en naar muziek luisteren.
Hallo medelezer,
We zijn een klein team bij Techiescience, dat hard werkt tussen de grote spelers. Als je het leuk vindt wat je ziet, deel dan onze inhoud op sociale media. Uw steun maakt een groot verschil. Bedankt!