Energia interna

Contente

• Variação de energia interna
• Exemplos de energia interna
• Outros tipos de energia

o energia interna, de acordo com o Primeiro Princípio da Termodinâmica, é entendido como aquele ligado ao movimento aleatório das partículas dentro de um sistema. Ela difere da energia ordenada de sistemas macroscópicos, associada a objetos em movimento, por se referir à energia contida por objetos em uma escala microscópica e molecular.

Então, Um objeto pode estar completamente em repouso e não ter energia aparente (nem potencial nem cinética) e ainda ser um viveiro de moléculas em movimento, movendo-se em altas velocidades por segundo. Na verdade, essas moléculas estarão se atraindo e repelindo dependendo de suas condições químicas e fatores microscópicos, mesmo que não haja nenhum movimento observável a olho nu.

A energia interna é considerada uma quantidade extensa, ou seja, relacionada à quantidade de matéria em um determinado sistema de partículas. Bem compreende todas as outras formas de energia elétrico, cinético, químico e potencial contido nos átomos de uma determinada substância.

Este tipo de energia geralmente é representado pelo sinal OU.

Variação de energia interna

o energia interna de sistemas de partículas pode variar, independentemente de sua posição espacial ou forma adquirida (no caso de líquidos e gases). Por exemplo, ao introduzir calor em um sistema fechado de partículas, é adicionada energia térmica que afetará a energia interna do todo.

Porém, energia interna é umfunção de status, isto é, não atende à variação que conecta dois estados da matéria, mas ao estado inicial e final dela. É por isso que o cálculo da mudança na energia interna em um determinado ciclo será sempre zerovisto que o estado inicial e o estado final são um e o mesmo.

As formulações para calcular esta variação são:

ΔU = U_B - OU_PARA, onde o sistema foi do estado A para o estado B.

ΔU = -W, nos casos em que se realiza uma quantidade de trabalho mecânico W, que resulta na expansão do sistema e diminuição de sua energia interna.

ΔU = Q, nos casos em que adicionamos energia térmica que aumenta a energia interna.

ΔU = 0, nos casos de variações cíclicas da energia interna.

Todos esses casos e outros podem ser resumidos em uma equação que descreve o Princípio de Conservação de Energia no sistema:

ΔU = Q + W

Exemplos de energia interna

1. Baterias. No corpo das baterias carregadas, uma energia interna utilizável é alojada, graças ao reações químicas entre os ácidos e metais pesados ​​internos. Esta energia interna será maior quando sua carga elétrica estiver completa e menor quando for consumida, embora no caso das baterias recarregáveis ​​essa energia possa ser aumentada novamente introduzindo eletricidade na tomada.
2. Gases comprimidos. Considerando que os gases tendem a ocupar o volume total do recipiente em que estão contidos, pois sua energia interna irá variar à medida que essa quantidade de espaço for maior e aumentará quando for menor. Assim, um gás disperso em uma sala tem menos energia interna do que se o comprimíssemos em um cilindro, já que suas partículas serão forçadas a interagir mais intimamente.
3. Aumente a temperatura da matéria. Se aumentarmos a temperatura de, por exemplo, um grama de água e um grama de cobre, ambos a uma temperatura base de 0 ° C, notaremos que apesar de ser a mesma quantidade de matéria, o gelo exigirá uma quantidade maior de energia total para atingir a temperatura desejada. Isso porque seu calor específico é maior, ou seja, suas partículas são menos receptivas à energia introduzida do que as do cobre, adicionando o calor muito mais lentamente à sua energia interna.
4. Agite um líquido. Quando dissolvemos açúcar ou sal em água, ou promovemos misturas semelhantes, costumamos sacudir o líquido com um instrumento para promover uma maior dissolução. Isso se deve ao aumento da energia interna do sistema produzida pela introdução dessa quantidade de trabalho (W) proporcionada pela nossa ação, que permite maior reatividade química entre as partículas envolvidas.
5. Vaporde água. Depois de fervida a água, perceberemos que o vapor tem uma energia interna maior do que a água líquida do recipiente. Isso porque, apesar de ser o mesmo moléculas (o composto não mudou), para induzir a transformação física adicionamos uma certa quantidade de energia calórica (Q) à água, induzindo uma maior agitação de suas partículas.

Outros tipos de energia