આંતરિક ર્જા

સામગ્રી

• આંતરિક energyર્જા વિવિધતા
• આંતરિક ofર્જાના ઉદાહરણો
• અન્ય પ્રકારની ર્જા

આ આંતરિક .ર્જાથર્મોડાયનેમિક્સના પ્રથમ સિદ્ધાંત મુજબ, તે સમજી શકાય છે કે તે સિસ્ટમમાં કણોની રેન્ડમ હિલચાલ સાથે જોડાયેલ છે. તે ગતિશીલ પદાર્થો સાથે સંકળાયેલ મેક્રોસ્કોપિક સિસ્ટમોની ઓર્ડર કરેલ energyર્જાથી અલગ છે, જેમાં તે સૂક્ષ્મ અને પરમાણુ સ્કેલ પર પદાર્થો દ્વારા સમાયેલ energyર્જાનો ઉલ્લેખ કરે છે.

એ) હા, objectબ્જેક્ટ સંપૂર્ણપણે આરામમાં હોઈ શકે છે અને સ્પષ્ટ energyર્જા (ન તો સંભવિત કે ગતિશીલ) નો અભાવ હોઈ શકે છે, અને તેમ છતાં ફરતા પરમાણુઓથી અસ્પષ્ટ હોઈ શકે છે, પ્રતિ સેકન્ડ highંચી ઝડપે આગળ વધી રહ્યું છે. હકીકતમાં, આ પરમાણુઓ તેમની રાસાયણિક પરિસ્થિતિઓ અને સૂક્ષ્મ પરિબળોના આધારે એકબીજાને આકર્ષિત અને ભગાડશે, ભલે નરી આંખે કોઈ અવલોકનક્ષમ હલનચલન ન હોય.

આંતરિક energyર્જાને વ્યાપક જથ્થો ગણવામાં આવે છે, એટલે કે આપેલ કણ પ્રણાલીમાં દ્રવ્યની માત્રા સાથે સંબંધિત. પછી allર્જાના અન્ય તમામ સ્વરૂપોનો સમાવેશ કરે છે આપેલ પદાર્થના અણુઓમાં સમાયેલ વિદ્યુત, ગતિ, રાસાયણિક અને સંભવિત.

આ પ્રકારની energyર્જા સામાન્ય રીતે નિશાની દ્વારા રજૂ થાય છે અથવા.

આંતરિક energyર્જા વિવિધતા

આ આંતરિક .ર્જા કણોની સિસ્ટમો તેમની અવકાશી સ્થિતિ અથવા હસ્તગત આકાર (પ્રવાહી અને વાયુઓના કિસ્સામાં) ને ધ્યાનમાં લીધા વગર બદલાઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે કણોની બંધ પ્રણાલીમાં ગરમી રજૂ કરવામાં આવે છે, ત્યારે થર્મલ energyર્જા ઉમેરવામાં આવે છે જે સમગ્ર આંતરિક energyર્જાને અસર કરશે.

તેમ છતાં, આંતરિક energyર્જા છે aસ્થિતિ કાર્ય, એટલે કે, તે ભિન્નતાને જોતા નથી જે પદાર્થની બે સ્થિતિઓને જોડે છે, પરંતુ તેની પ્રારંભિક અને અંતિમ સ્થિતિને જોડે છે. એટલે જ આપેલ ચક્રમાં આંતરિક ofર્જાની વિવિધતાની ગણતરી હંમેશા શૂન્ય રહેશેપ્રારંભિક સ્થિતિ અને અંતિમ સ્થિતિ માટે એક અને સમાન છે.

આ ભિન્નતાની ગણતરી માટે ફોર્મ્યુલેશન છે:

ΔU = યુ_બી - અથવા_{પ્રતિ}, જ્યાં સિસ્ટમ રાજ્ય A થી રાજ્ય B માં ગઈ છે.

ΔU = -W, એવા કિસ્સાઓમાં જ્યાં યાંત્રિક કાર્ય W નો જથ્થો કરવામાં આવે છે, જે સિસ્ટમના વિસ્તરણ અને તેની આંતરિક ofર્જામાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે.

ΔU = Q, એવા કિસ્સાઓમાં કે જેમાં આપણે ગરમી ઉર્જા ઉમેરીએ છીએ જે આંતરિક .ર્જા વધારે છે.

ΔU = 0, આંતરિક ofર્જાના ચક્રીય ફેરફારોના કિસ્સામાં.

આ તમામ કેસો અને અન્યને સમીકરણમાં સારાંશ આપી શકાય છે જે સિસ્ટમમાં ઉર્જાના સંરક્ષણના સિદ્ધાંતનું વર્ણન કરે છે:

ΔU = Q + W

આંતરિક ofર્જાના ઉદાહરણો

1. બેટરીઓ. ચાર્જ કરેલી બેટરીઓના શરીરમાં ઉપયોગી આંતરિક energyર્જા હોય છે, જે માટે આભાર રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ અંદર એસિડ અને ભારે ધાતુઓ વચ્ચે. જણાવ્યું હતું કે આંતરિક energyર્જા વધારે હશે જ્યારે તેનો વિદ્યુત ભાર પૂર્ણ થશે અને જ્યારે તેનો વપરાશ કરવામાં આવશે ત્યારે ઓછો હશે, જોકે રિચાર્જ બેટરીના કિસ્સામાં આ energyર્જાને આઉટલેટમાંથી વીજળી દાખલ કરીને ફરીથી વધારી શકાય છે.
2. સંકુચિત વાયુઓ. તે ધ્યાનમાં લેતા કે વાયુઓ જે કન્ટેનરમાં સમાવિષ્ટ છે તેના કુલ જથ્થા પર કબજો કરે છે, કારણ કે તેમની આંતરિક energyર્જા અલગ હશે કારણ કે આ જગ્યાની માત્રા વધારે છે અને જ્યારે તે ઓછી હશે ત્યારે વધશે. આમ, ઓરડામાં વિખેરાયેલા ગેસને આપણે સિલિન્ડરમાં સંકુચિત કરીએ છીએ તેના કરતા ઓછી આંતરિક energyર્જા હોય છે, કારણ કે તેના કણોને વધુ નજીકથી ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવાની ફરજ પાડવામાં આવશે.
3. પદાર્થના તાપમાનમાં વધારો. જો આપણે તાપમાનમાં વધારો કરીએ, ઉદાહરણ તરીકે, એક ગ્રામ પાણી અને એક ગ્રામ તાંબું, બંને 0 ° C ના બેઝ ટેમ્પરેચર પર, આપણે જોશું કે સમાન જથ્થો હોવા છતાં, બરફને વધારે પ્રમાણમાં જરૂર પડશે ઇચ્છિત તાપમાન સુધી પહોંચવા માટે કુલ energyર્જા. આ એટલા માટે છે કારણ કે તેની ચોક્કસ ગરમી વધારે છે, એટલે કે, તેના કણો તાંબાની introducedર્જા કરતા ઓછી receર્જાને ગ્રહણ કરે છે, તેની આંતરિક toર્જામાં ગરમીને વધુ ધીરે ધીરે ઉમેરે છે.
4. એક પ્રવાહી શેક. જ્યારે આપણે પાણીમાં ખાંડ અથવા મીઠું ઓગાળીએ છીએ, અથવા આપણે સમાન મિશ્રણને પ્રોત્સાહન આપીએ છીએ, ત્યારે સામાન્ય રીતે વધુ વિસર્જનને પ્રોત્સાહન આપવા માટે આપણે સાધન વડે પ્રવાહીને હલાવીએ છીએ. આ અમારી ક્રિયા દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવેલ કામ (W) ની રજૂઆત દ્વારા ઉત્પાદિત સિસ્ટમની આંતરિક energyર્જામાં વધારો થવાને કારણે છે, જે સામેલ કણો વચ્ચે વધારે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા આપે છે.
5. વરાળપાણીનું. એકવાર પાણી ઉકળી જાય પછી, આપણે જોશું કે વરાળમાં કન્ટેનરમાં રહેલા પ્રવાહી પાણી કરતા વધારે આંતરિક energyર્જા હોય છે. આ એટલા માટે છે કારણ કે, સમાન હોવા છતાં પરમાણુઓ (સંયોજન બદલાયું નથી), શારીરિક પરિવર્તન લાવવા માટે અમે પાણીમાં ચોક્કસ માત્રામાં કેલરીક energyર્જા (Q) ઉમેરી છે, જેનાથી તેના કણોનું વધુ આંદોલન થાય છે.

અન્ય પ્રકારની ર્જા