Innere Energie ist eines der Grundbegriffe in der Physik, das die innere Energie einer Materie charakterisiert. Die Veränderung der inneren Energie eines Stoffes während des Wärmeaustausches kann durch eine Änderung der Temperatur verursacht werden.
Betrachten wir ein Beispiel. Angenommen, wir haben 2 kg Wasser. Wir möchten wissen, wie viel sich seine innere Energie ändert, wenn sie um 5 Grad Celsius erhitzt wird. Dazu müssen wir eine Formel verwenden, um die innere Energie zu verändern:
ΔU = m * c * Δt
Wobei ΔU die Veränderung der inneren Energie ist, m die Masse der Substanz ist, c die spezifische Wärmekapazität ist, Δt die Änderung der Temperatur.
Für Wasser beträgt die spezifische Wärmekapazität etwa 4186 J / kg * ° C. Wenn wir die Werte in die Formel einfügen, erhalten wir:
Änderung der inneren Energie des Wassers beim Erhitzen
Um die Veränderung der inneren Energie des Wassers beim Erhitzen zu berechnen, müssen Sie seine Masse und die Temperaturänderung kennen. Formel zur Berechnung der Veränderung der inneren Energie Q:
- Q - Änderung der inneren Energie (J);
- m - Masse der Substanz (kg);
- c - spezifische Wärmekapazität des Stoffes (J / (kg * ° C));
- ΔT - Temperaturänderung (°C).
Für Wasser beträgt die spezifische Wärmekapazität etwa 4186 J / (kg * ° C). Wenn also 2 kg Wasser um 5 Grad Celsius erhitzt wird, kann die Veränderung der inneren Energie durch die Formel berechnet werden:
Q = 2 * 4186 * 5 = 41860 J.
Somit beträgt die Veränderung der inneren Energie von 2 kg Wasser, wenn sie um 5 Grad Celsius erhitzt wird, 41860 J.
Wie wird sich die innere Energie beim Erhitzen verändern?
Um die Änderung der inneren Energie zu berechnen, wenn Wasser auf eine bestimmte Temperatur erhitzt wird, müssen Sie seine Masse und Dichte berücksichtigen.
| Wassergewicht (kg) | Temperaturänderung (°C) | Änderung der inneren Energie (J) |
|---|---|---|
| 2 | 5 | ? |
Sie können eine Formel verwenden, um die Änderung der inneren Energie zu berechnen:
wobei ΔQ die Veränderung der inneren Energie ist, m die Masse des Wassers ist, c die spezifische Wärmekapazität des Wassers ist, ΔT die Änderung der Temperatur.
Die spezifische Wärmekapazität des Wassers beträgt 4190 J · kg * ° C.
Indem wir die bekannten Werte in die Formel einfügen, erhalten wir:
ΔQ = 2 kg * 4190 J/kg·°C * 5 °C = 41 900 J
Somit wird die Änderung der inneren Energie, wenn 2 kg Wasser um 5 Grad Celsius erhitzt wird, 41 900 J.
Wie wirkt sich die Erwärmung auf die Veränderung der inneren Energie des Wassers aus?
Die Veränderung der inneren Energie eines Stoffes hängt mit seiner Temperatur zusammen und bildet den Hauptparameter, um die vom System erhaltene oder abgegebene Wärmemenge zu bestimmen. Wenn das Wasser erhitzt wird, erhöht sich die Energie der Substanz.
Sie können die Gleichung verwenden, um die Änderung der inneren Energie des Wassers zu berechnen:
wobei ΔE die Veränderung der inneren Energie (J) ist, m die Masse der Substanz (kg) ist, c die spezifische Wärmekapazität von Wasser (J / kg * ° C) ist, ΔT die Änderung der Temperatur (° C).
Nehmen wir in diesem Fall an, dass die Wassermasse 2 kg beträgt und die Temperaturänderung 5 Grad Celsius beträgt. Die spezifische Wärmekapazität des Wassers beträgt 4186 J / kg * ° C.
| Parameter | Bedeutung |
|---|---|
| Wassermasse (m) | 2 kg |
| Temperaturänderung (ΔT) | 5 °C |
| Spezifische Wärmekapazität von Wasser (c) | 4186 J/kg*°C |
| Veränderung der inneren Energie (ΔE) | ? |
Indem wir die Werte in die Gleichung einfügen, erhalten wir:
ΔE = 2 kg * 4186 J/kg*°C * 5 °C = 41860 J/kg
Somit beträgt die Änderung der inneren Energie von 2 kg Wasser, wenn sie um 5 Grad Celsius erhitzt wird, 41860 J.
