Mit jelent a belső energia változása

Mit jelent a belső energia változása
Mit jelent a belső energia változása
Anonim

A fizikusok évszázadokon át azt feltételezték, hogy a hőmérsékletet egy láthatatlan és felmérhetetlen kalóriatartalmú anyag jelenléte határozza meg a gázokban. Számos elmélet született az anyagon belüli és a különböző objektumok közötti mozgás magyarázatára. Csak M. V. Lomonoszov a gázok molekuláris-kinetikai elméletének megalkotásával meg tudta magyarázni az anyag valódi természetét. Indoklásában és számításaiban sikerült bebizonyítania, hogy a természetben nincs kalória. A hőmérséklet a molekulák kaotikus mozgásának sebességétől függ. Bevezette a belső energia fogalmát, és azt is elmagyarázta, hogyan változik ez egy valós folyamatban.

belső energia változása
belső energia változása

Milyen érveket állított fel M. V. Lomonoszov a gázok molekuláris-kinetikai elméletének bizonyítására

Miután először fejtette ki azt a feltételezést, hogy a természetben nem létezik kalória, erőteljes ellenállásba ütközött az akkori kor tiszteletreméltó tudósai részéről. Mindannyian felismerték a kalória jelenlétét, de a kezdő kutató nem. Azutána német és angol fizikusokkal folytatott egyik találkozón elhangzott: „Kedves tanárok! Honnan származik a kalória a tehén testében? Megette a hideg füvet, majd felmelegedett a teste, mert belső energiája megváltozott. Honnan jött? A testben lévő hő eredetét pedig az magyarázza, hogy a fűnek kémiai energiája van, amit az állat teste alakított át ebbe a hővé. Ez azt jelenti, hogy az energia egyik állapotból a másikba való átmenet jelenségét figyeljük. Meghallgatták, és tucatnyi kérdést tettek fel. A beszélgetés eredményeként megfogalmazódott az energiaváltozás törvénye is (az energiamegmaradás törvényének is nevezik), amit minden jelenlévő felismert. Később megjelent egy kis hipotézisgyűjtemény, amely az első olyan kiadás volt, amelyben elismerték a gázok molekuláris-kinetikai elméletét.

a gáz belső energiájának változása
a gáz belső energiájának változása

Mit tett M. V. elmélete? Lomonoszov

Ma úgy tűnik, hogy a termodinamikában minden logikus. De nem szabad elfelejteni, hogy több mint 250 év telt el az első feltételezésektől napjainkig. J. Charles francia kutató felfedezte a nyomásnövekedés arányosságának törvényét a gáz hőmérsékletének növekedésével. Ezután elmagyarázta a gáz belső energiájának változását hevítés közben. kitaláltam a saját képletem. Kutatásait 20 évvel később Gay-Lussac folytatta, aki egy gáz állandó nyomáson történő melegítését vizsgálta. Megfigyelte, hogy az üveghenger belsejében elhelyezett dugattyú hogyan változtatja a helyzetét melegítéskor és hűtéskor. Itt került közel a gáz fogalmának felfedezéséhezállandó. Nem használta ki azt a kutatást, amelyet Robert Boyle végzett 140 évvel korábban. Csak Mariotte későbbi munkája, amelyet a Boyle-Mariotte törvényben fogalmaztak meg, segített Benoit Paul Emile Clapeyronnak megfogalmazni az ideális gáz állapotegyenletének első koncepcióját.

40 év után D. I. Mengyelejev az állapotegyenletet kiegészítette kutatásai eredményeivel. Most a Klaiperon-Mengyelejev törvény az alapja a termodinamikusoknak világszerte. Matematikailag meghatározza a belső energia változását a gáz hőmérsékletéből. Az alaptörvények felfedezését a gyakorlat is megerősítette. Hőmotorokat hoztak létre, amelyek Otto, Diesel, Trinkler és más tudósok termodinamikai ciklusain működnek.

az energiaváltozás törvénye
az energiaváltozás törvénye

Pár szó az ideális gázállapot törvényéről

pV=mRT

Ma, amikor bármilyen függőséget levezetünk, az ideális gáz állapotegyenletét használjuk. Senkit nem zavarnak meg a benne szereplő paraméterek, amelyeknek jól körülhatárolható fogalmai vannak. A gáz alaptörvényének következtetései egy másik fontos képletet adnak a belső energia változására:

dU=cvDT,

itt dU a belső energia differenciális változása, cv pedig a gáz hőkapacitása állandó térfogat mellett. Az R gázállandó természetével kapcsolatos okoskodás eredményeként kiderült, hogy ez jellemzi a munkátgáz állandó nyomáson.

Ajánlott: