Τι συνίσταται η εσωτερική ενέργεια ενός υγρού;
1. Κινητική ενέργεια:
* Μεταφραστική κινητική ενέργεια: Αυτή είναι η ενέργεια που σχετίζεται με την τυχαία κίνηση των μορίων στο υγρό. Τα μόρια κινούνται συνεχώς και συγκρούονται μεταξύ τους, συμβάλλοντας στη συνολική ενέργεια του υγρού.
* περιστροφική κινητική ενέργεια: Ορισμένα μόρια μπορούν να περιστρέφονται γύρω από τους άξονες τους, ειδικά αν δεν είναι συμμετρικά. Αυτή η περιστροφή συμβάλλει στη συνολική κινητική ενέργεια.
* Δονητική κινητική ενέργεια: Τα άτομα μέσα στα μόρια μπορούν να δονείται, συνεχώς μετακινώντας εμπρός και πίσω σε σχέση με το άλλο. Αυτή η δόνηση συμβάλλει στην εσωτερική ενέργεια.
2. Πιθανή ενέργεια:
* Ενδομοριακό δυναμικό ενέργεια: Αυτή η ενέργεια προκύπτει από τις ελκυστικές δυνάμεις μεταξύ των μορίων. Αυτές οι δυνάμεις, όπως η δέσμευση υδρογόνου ή οι δυνάμεις van der Waals, κρατούν τα μόρια μαζί σε υγρή κατάσταση. Όσο ισχυρότερες είναι οι διαμοριακές δυνάμεις, τόσο μεγαλύτερη είναι η πιθανή ενέργεια.
* Ενδομοριακή δυναμική ενέργεια: Αυτή η ενέργεια οφείλεται στους δεσμούς εντός των μορίων. Αυτοί οι δεσμοί σχετίζονται με τη συγκεκριμένη δομή του μορίου και συμβάλλουν στη συνολική δυναμική ενέργεια.
3. Άλλες συνεισφορές:
* Ηλεκτρονική ενέργεια: Αυτό σχετίζεται με τα ενεργειακά επίπεδα των ηλεκτρονίων εντός των ατόμων. Για τα περισσότερα υγρά, αυτό είναι σχετικά σταθερό και συμβάλλει ελάχιστα στη συνολική εσωτερική ενέργεια.
* Πυρηνική ενέργεια: Αυτό σχετίζεται με την ενέργεια που αποθηκεύεται μέσα στον πυρήνα ενός ατόμου. Είναι συνήθως πολύ υψηλό και συνήθως δεν αλλάζει σημαντικά σε χημικές αντιδράσεις ή φυσικές αλλαγές της κατάστασης.
Σημαντικές σημειώσεις:
* Η εσωτερική ενέργεια είναι μια κατάσταση κατάστασης: Αυτό σημαίνει ότι η εσωτερική ενέργεια ενός συστήματος εξαρτάται μόνο από την τρέχουσα κατάσταση (θερμοκρασία, πίεση και σύνθεση) και όχι από το πώς φτάνει εκεί.
* Η εσωτερική ενέργεια είναι δύσκολο να μετρηθεί άμεσα: Μπορούμε να μετρήσουμε μόνο τις αλλαγές στην εσωτερική ενέργεια (ΔU). Μπορούμε να υπολογίσουμε το Δu χρησιμοποιώντας αλλαγές σε άλλες θερμοδυναμικές μεταβλητές όπως η θερμότητα (Q) και η εργασία (W).
Συνοπτικά, Η εσωτερική ενέργεια ενός υγρού είναι ένας πολύπλοκος συνδυασμός της κινητικής ενέργειας που σχετίζεται με την κίνηση των μορίων της και την πιθανή ενέργεια που προκύπτει από τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ τους. Είναι μια κρίσιμη έννοια στη θερμοδυναμική και μας βοηθά να κατανοήσουμε πώς αποθηκεύεται και μεταφέρεται η ενέργεια μέσα σε υγρά.
