Intern energi (U) för ett objekt hänvisar till den totala energin som molekylerna innehar inom det objektet. Det omfattar alla former av energi på mikroskopisk nivå, inklusive:
* kinetisk energi: Detta är molekylernas rörelse energi. Det inkluderar translationella, rotations- och vibrationsenergi.
* Potentiell energi: Detta är energin lagrad på grund av interaktioner mellan molekyler, inklusive kemiska bindningar och intermolekylära krafter.
Här är en uppdelning av de viktigaste egenskaperna hos intern energi:
* Det är en tillståndsfunktion: Intern energi beror endast på systemets nuvarande tillstånd, inte den väg som tas för att nå det tillståndet. Detta innebär att förändringen i intern energi (ΔU) är oberoende av processen.
* Det är omfattande: Intern energi är proportionell mot mängden substans. Ett större objekt kommer att ha en högre intern energi än en mindre av samma material.
* Det är svårt att mäta direkt: Vi kan inte direkt mäta en objekts inre energi. Istället mäter vi förändringar i inre energi genom att observera värmen och arbetet som utbyts med omgivningen.
* Det kan ökas genom att lägga till värme eller göra arbete på systemet: Intern energi ökar när värmen överförs till systemet eller när arbetet utförs på systemet.
Exempel:
* En varm kopp kaffe har högre inre energi än en kall kopp kaffe eftersom molekylerna i det varma kaffet rör sig snabbare (högre kinetisk energi).
* En komprimerad fjäder har högre inre energi än en avslappnad fjäder eftersom molekylerna i den komprimerade våren är närmare varandra (högre potentiell energi).
Sammanfattningsvis är intern energi ett avgörande koncept inom termodynamik. Det representerar den totala energin inom ett objekt, som omfattar både kinetisk och potentiell energi på mikroskopisk nivå. Att förstå inre energi är avgörande för att analysera energifria transformationer och förändringar i ett system.
