Кинетична енергия. Енергия: потенциал и кинетична енергия Формула за намиране на кинетична енергия във физиката

Енергията на връзката е важно понятие в химията. Той определя количеството енергия, необходимо за прекъсване на ковалентна връзка между два газови атома. Тази концепция не се прилага за йонни връзки. Когато два атома се комбинират, за да образуват молекула, можете да определите колко силна е връзката между тях - достатъчно е да намерите енергията, която трябва да се изразходва, за да се разруши тази връзка. Не забравяйте, че един атом няма енергия на свързване, тази енергия характеризира силата на връзката между два атома в една молекула. За да изчислите енергията на връзката за химическа реакция, просто определете общия брой на прекъснатите връзки и извадете броя на връзките, образувани от него.

Стъпки

Част 1

Запишете уравнението за изчисляване на енергията на свързване.Според дефиницията енергията на връзката е сумата от разкъсаните връзки минус сумата от образуваните връзки: ΔH = ∑H (скъсани връзки) - ∑H (образувани връзки). ΔH означава промяната в енергията на връзката, която също се нарича енталпия на връзката, а ∑H съответства на сумата от енергиите на връзката за двете страни на уравнението на химическата реакция.

Запишете химичното уравнение и посочете всички връзки между отделните елементи.Ако уравнението на реакцията е дадено под формата на химически символи и числа, е полезно да го пренапишете и да посочите всички връзки между атомите. Такъв визуален запис ще ви позволи лесно да преброите връзките, които са счупени и образувани в хода на тази реакция.

Научете правилата за броене на счупени и образувани връзки.В повечето случаи при изчисленията се използват средните стойности на енергията на свързване. Една и съща връзка може да има малко различни енергии, в зависимост от конкретната молекула, следователно обикновено се използват средни стойности на енергията на връзката. ...

• Прекъсванията на единична, двойна и тройна химическа връзка се считат за една скъсана връзка. Въпреки че тези връзки имат различни енергии, във всеки случай една връзка се счита за прекъсната.
• Същото важи и за образуването на единична, двойна или тройна връзка. Всеки такъв случай се счита за образуване на една нова връзка.
• В нашия пример всички връзки са единични.

1. Определете кои връзки се прекъсват от лявата страна на уравнението.Лявата страна на химичното уравнение съдържа реагентите и представлява всички връзки, които се прекъсват в резултат на реакцията. Това е ендотермичен процес, тоест, за да се разрушат химическите връзки, е необходимо да се изразходва определено количество енергия.

   • За нашия пример лявата страна на уравнението на реакцията съдържа една H-H връзка и една Br-Br връзка.

2. Пребройте броя на връзките, образувани от дясната страна на уравнението.Продуктите на реакцията са посочени вдясно. Тази част от уравнението представя всички връзки, които се образуват в резултат на химическа реакция. Това е екзотермичен процес и освобождава енергия (обикновено под формата на топлина).

   • В нашия пример дясната страна на уравнението съдържа две H-Br връзки.

Част 2

1. Намерете необходимите стойности на енергията на свързване.Има много таблици, които предоставят енергии на свързване за голямо разнообразие от съединения. Такива таблици могат да бъдат намерени в интернет или в справочник по химия. Трябва да се помни, че енергията на свързване винаги се дава за молекули в газообразно състояние.

   Умножете енергиите на връзките по броя на прекъснатите връзки.При редица реакции една връзка може да бъде разкъсана няколко пъти. Например, ако една молекула се състои от 4 водородни атома, тогава енергията на водородната връзка трябва да се вземе предвид 4 пъти, тоест умножена по 4.

   • В нашия пример всяка молекула има една връзка, така че енергиите на връзката просто се умножават по 1.
   • H-H = 436 x 1 = 436 kJ / mol
   • Br-Br = 193 x 1 = 193 kJ / mol

2. Съберете всички енергии на скъсаните връзки.След като умножите енергиите на връзките по съответния брой връзки от лявата страна на уравнението, трябва да намерите общата сума.

   • Нека намерим общата енергия на прекъснатите връзки за нашия пример: H-H + Br-Br = 436 + 193 = 629 kJ / mol.

3. Умножете стойностите на енергията на връзката по броя на образуваните връзки.Както в случая на счупени връзки от лявата страна на уравнението, трябва да вземете стойностите на енергиите на връзките от дясната страна на уравнението и да ги умножите по съответния брой на тези връзки.

Думата "енергия" в превод от гръцки означава "действие". Ние наричаме енергичен човек, който активно се движи, докато извършва много различни действия.

Енергия във физиката

И ако в живота енергията на човек можем да оценим главно по последствията от неговите дейности, то във физиката енергията може да бъде измерена и изучавана по много различни начини. Вашият весел приятел или съсед най-вероятно ще откаже да повтори едно и също действие тридесет до петдесет пъти, когато изведнъж ви дойде на ум да изследвате феномена на неговата енергия.

Но във физиката можете да повторите почти всеки експеримент толкова пъти, колкото искате, правейки изследванията, от които се нуждаете. Така е и с изучаването на енергията. Учените са изследвали и идентифицирали много видове енергия във физиката. Това са електрическа, магнитна, атомна енергия и така нататък. Но сега ще говорим за механичната енергия. И по-конкретно за кинетичната и потенциалната енергия.

Кинетична и потенциална енергия

В механиката се изучава движението и взаимодействието на телата едно с друго. Ето защо е обичайно да се разграничават два вида механична енергия: енергия, дължаща се на движението на телата, или кинетична енергия, и енергия, дължаща се на взаимодействието на телата, или потенциална енергия.

Във физиката има общо правило, свързващо енергията и работата. За да се намери енергията на едно тяло, е необходимо да се намери работа, която е необходима, за да се преведе тялото в дадено състояние от нула, тоест такова, при което енергията му е равна на нула.

Потенциална енергия

Във физиката потенциалната енергия се нарича енергия, която се определя от взаимното положение на взаимодействащите тела или части от едно и също тяло. Тоест, ако тялото е издигнато над земята, то има способността да пада и да върши някаква работа.

И възможното количество на тази работа ще бъде равно на потенциалната енергия на тялото на височина h. За потенциална енергия формулата се определя по следната схема:

A = Fs = Ft * h = mgh, или Ep = mgh,

където Ep е потенциалната енергия на тялото,
m телесно тегло,
h - височина на тялото над земята,
g ускорение на гравитацията.

Освен това всяка удобна за нас позиция може да бъде взета за нулева позиция на тялото, в зависимост от условията на експеримента и извършваните измервания, а не само на повърхността на Земята. Това може да бъде повърхността на пода, масата и т.н.

Кинетична енергия

В случай, че тялото се движи под въздействието на сила, то не само може, но и върши някаква работа. Във физиката кинетичната енергия е енергията, която тялото притежава поради движението си. Тялото, движейки се, изразходва енергията си и върши работа. За кинетичната енергия формулата се изчислява, както следва:

A = Fs = mas = m * v / t * vt / 2 = (mv ^ 2) / 2, или Eк = (mv ^ 2) / 2,

където Eк е кинетичната енергия на тялото,
m телесно тегло,
v скорост на тялото.

Формулата показва, че колкото по-голяма е масата и скоростта на тялото, толкова по-висока е кинетичната му енергия.

Всяко тяло има или кинетична, или потенциална енергия, или и двете едновременно, като например летящ самолет.

Величина във физиката и механиката, която характеризира състоянието на тяло или цяла система от тела във взаимодействие и движение, се нарича енергия.

Видове механична енергия

В механиката има два вида енергия:

• Кинетичен. Този термин се отнася до механичната енергия на всяко тяло, което се движи. Измерва се чрез работата, която тялото би могло да извърши при спиране до пълно спиране.
• Потенциал. Това е комбинираната механична енергия на цяла система от тела, която се определя от тяхното местоположение и естеството на силите на взаимодействие.

Съответно, отговорът на въпроса как да се намери механична енергия е теоретично много прост. Необходимо е: първо да се изчисли кинетичната енергия, след това да се обобщи потенциалът и получените резултати. Механичната енергия, която характеризира взаимодействието на телата помежду си, е функция на взаимното положение и скоростите.

Кинетична енергия

Тъй като кинетичната енергия се притежава от механична система, която зависи от скоростите, с които се движат различните й точки, тя може да бъде от транслационен и ротационен тип. Единицата джаул (J) в системата SI се използва за измерване на енергия.

Нека да разгледаме как да намерим енергия. Формула за кинетична енергия:

• Ex = mv² / 2,
  • Ek е кинетичната енергия, измерена в джаули;
  • m - телесно тегло (килограми);
  • v - скорост (метър / секунда).

За да се определи как да се намери кинетичната енергия за твърдо тяло, се получава сумата от кинетичната енергия на транслационното и въртеливото движение.

Изчислената по този начин кинетичната енергия на тяло, което се движи с определена скорост, показва работата, която трябва да извърши силата, действаща върху тялото в покой, за да му придаде скорост.

Потенциална енергия

За да разберете как да намерите потенциална енергия, трябва да приложите формулата:

• Ep = mgh,
  • Ep е потенциалната енергия, измерена в джаули;
  • g - ускорение на гравитацията (квадратни метри);
  • m - телесно тегло (килограми);
  • h - височина на центъра на масата на тялото над произволно ниво (метри).

Тъй като потенциалната енергия се характеризира с взаимното влияние на две или повече тела едно върху друго, както и на тяло и всяко поле, всяка физическа система се стреми да намери позиция, в която потенциалната енергия ще бъде най-малка и в идеалния случай нула. потенциална енергия. Трябва да се помни, че скоростта е характерна за кинетичната енергия, а взаимното подреждане на телата е характерно за потенциалната енергия.

Сега знаете всичко за това как да намерите енергията и нейната стойност според формулите на физиката.