Indre energi

Indre energi er inden for termodynamikken en betegnelse for den samlede energi i et system. Da det er praktisk svært eller umuligt at bestemme den samlede energi, fokuseres i stedet hellere på ændringen . Den indre energi ændres, når der tilføres varme , eller når der udføres et arbejde på systemet

hvor er en tilstandsfunktion, hvilket vil sige, at den er uafhængig af formen for tilført energi, mens varme og arbejde er ineksakte differentialer angivet med . Dette er termodynamikkens 1. lov.[1]

Udtryk for varme og arbejdeRediger

Arbejde mod en kraft   over en afstand   er givet ved

 

hvor det negative fortegn angiver, at det er energien, der går ind i systemet. For et stempel, der sammenpresser en gas, er kraft givet ved gassens tryk   gange stemplets overfladeareal  :

 

Siden volumenet dermed ændres

 

er arbejdet givet ved

 

For reversibel varmeudvekling   kan definitionen på entropi   bruges

 

hvor   er temperaturen. For en reversibel proces kan ændringen i indre energi altså skrives som:

 

Da alle størrelserne i dette udtryk er tilstandsfunktioner, gælder udtrykket også for irreversible processer. Indre energi kan altså skrives som en funktion af   og  , når arbejdet er volumenarbejde:[2]

 

Hvis   og   er upraktiske variable til et bestemt formål, kan den indre energi erstattes med et andet termodynamisk potentiale.[3]

KildehenvisningerRediger

  1. ^ Blundell, Stephen J.; Blundell, Katherine M. (2006). "11 Energy". Concepts in Thermal Physics (engelsk) (1. udgave). Oxford University Press. s. 104+107. ISBN 978-0-19-856770-7. 
  2. ^ Blundell, Stephen J.; Blundell, Katherine M. (2006). "14 Entropy". Concepts in Thermal Physics (engelsk) (1. udgave). Oxford University Press. s. 136-139. ISBN 978-0-19-856770-7. 
  3. ^ Blundell, Stephen J.; Blundell, Katherine M. (2006). "16 Thermodynamic potentials". Concepts in Thermal Physics (engelsk) (1. udgave). Oxford University Press. s. 164-167. ISBN 978-0-19-856770-7. 
 Stub
Denne artikel om fysik er kun påbegyndt. Hvis du ved mere om emnet, kan du hjælpe Wikipedia ved at udvide den.