Exemplos De Energia Interna

O energia interna , de acordo com a Primeira Lei da Termodinâmica, é entendido como aquele ligado ao movimento aleatório de partículas dentro de um sistema. Por exemplo: baterias, mexa um líquido, vapor de água. Distingue-se da energia ordenada dos sistemas macroscópicos, associada aos objetos em movimento, na medida em que se refere à energia contida pelos objetos em escala microscópica e molecular.

R) Sim, um objeto Pode estar em completo repouso e sem energia aparente (nem potencial nem cinética), e ainda assim ser um enxame de moléculas em movimento, movendo-se a altas velocidades por segundo. Na verdade, essas moléculas estarão se atraindo e se repelindo dependendo de suas condições químicas e fatores microscópicos, apesar de não haver nenhum movimento observável.

A energia interna é considerada uma extensa magnitude , isto é, relacionado à quantidade de matéria em um determinado sistema de partículas. Pois compreende a totalidade de outras formas de energia elétrica, cinética, química e potencial contidas nos átomos de uma determinada substância.

Esse tipo de energia geralmente é representado pelo sinal U.

células e baterias - energia interna

Variação de energia interna

A energia interna do 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, adiciona-se energia térmica que afetará a energia interna do todo.

No entanto, a energia interna é uma função estatal , ou seja, não atende à variação que liga dois estados da matéria, mas sim ao seu estado inicial e final. É por isso que o cálculo da variação da energia interna em um determinado ciclo sempre será nulo, pois os estados inicial e final são um e o mesmo.

As formulações para calcular essa variação são:

  • ΔU = UB – VOCÊUMA onde o sistema passou do estado A para o estado B.
  • ΔU= -W nos casos em que é realizado um trabalho mecânico W, que resulta na expansão do sistema e na diminuição de sua energia interna.
  • ΔU = Q nos casos em que adicionamos energia calórica que aumenta a energia interna.
  • ΔU = 0 em casos de mudanças cíclicas de energia interna.

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

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ΔU = Q+W

Exemplos de energia interna

  1. Baterias. No corpo das baterias carregadas, aloja-se uma energia interna utilizável, graças às reações químicas entre os ácidos e os metais pesados ​​no seu interior. A referida energia interna será maior quando sua carga elétrica estiver completa e menor quando tiver sido consumida, embora no caso de baterias recarregáveis ​​esta energia possa ser aumentada novamente introduzindo eletricidade da tomada.
  2. Gases comprimidos. Considerando que os gases tendem a ocupar o volume total do recipiente em que estão contidos, pois sua energia interna variará na medida em 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, pois suas partículas serão forçadas a interagir mais estreitamente.
  3. Aumentar a temperatura da matéria. Se aumentarmos a temperatura de, por exemplo, um grama de água e um grama de cobre, ambos até uma temperatura base de 0 °C, notamos que, apesar de ser a mesma quantidade de matéria, o gelo exigirá uma quantidade maior de total energia 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 calor à sua energia interna muito mais lentamente.
  4. Agitar um líquido. Quando dissolvemos açúcar ou sal em água, ou promovemos misturas semelhantes, costumamos agitar o líquido com um instrumento para promover maior dissolução. Isso se deve ao aumento da energia interna do sistema produzida pela introdução dessa quantidade de trabalho (W) proporcionada por nossa ação, o que permite maior reatividade química entre as partículas envolvidas.
  5. Vapor de água. Colocando água para ferver, veremos que o vapor tem uma energia interna maior que a água no estado líquido no recipiente. Isso porque, apesar de serem as mesmas moléculas (o composto não mudou), para induzir a transformação física adicionamos uma certa quantidade de energia térmica (Q) à água, induzindo uma maior agitação de suas partículas.
vapor de água - energia interna

Outros tipos de energia

Energia potencialEnergia mecânicaEnergia cinética
Energia hidroelétricaEnergia internaenergia calórica
Energia elétricaEnergia térmicaEnergia geotérmica
Energia químicaEnergia solarEnergia sonora
Energia eólicaEnergia nuclearEnergia hidraulica