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 arbejde
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 potential.[3]
Kildehenvisninger
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ 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.
 | Spire |