კინეტიკური ენერგია. ენერგია: პოტენციალი და კინეტიკური ენერგია ფიზიკაში კინეტიკური ენერგიის პოვნის ფორმულა

რისი მიცემაა ნებადართული ჩვილებისთვის? როგორ შეგიძლიათ შეამციროთ ტემპერატურა უფროს ბავშვებში? რომელი მედიკამენტებია ყველაზე უსაფრთხო? შებოჭვის ენერგია მნიშვნელოვანი ცნებაა ქიმიაში. ის განსაზღვრავს ენერგიის რაოდენობას, რომელიც საჭიროა ორ გაზის ატომს შორის კოვალენტური კავშირის გასაწყვეტად. ეს კონცეფცია არ გამოიყენება იონურ ობლიგაციებზე. როდესაც ორი ატომი გაერთიანდება და წარმოქმნის მოლეკულას, შეგიძლიათ განსაზღვროთ რამდენად ძლიერია მათ შორის კავშირი - უბრალოდ იპოვეთ ენერგია, რომელიც უნდა დაიხარჯოს ამ კავშირის გასაწყვეტად. დაიმახსოვრეთ, რომ ერთ ატომს არ გააჩნია შემაკავშირებელი ენერგია, ეს ენერგია ახასიათებს ორ ატომს შორის კავშირის სიძლიერეს მოლეკულაში. შებოჭვის ენერგიის გამოთვლა ნებისმიერისთვისქიმიური რეაქცია

, უბრალოდ დაადგინეთ გატეხილი ობლიგაციების ჯამური რაოდენობა და გამოვაკლოთ მისგან წარმოქმნილი ბმების რაოდენობა.

ნაბიჯები

გატეხილი და ჩამოყალიბებული კავშირების იდენტიფიცირებადაწერეთ განტოლება შებოჭვის ენერგიის გამოსათვლელად.

განმარტებით, შებოჭვის ენერგია არის გატეხილი ბმების ჯამი გამოკლებული წარმოქმნილი ბმების ჯამი: ΔH = ∑H (გატეხილი ბმები) - ∑H (ფორმირებული ბმები). ΔH აღნიშნავს შებოჭვის ენერგიის ცვლილებას, რომელსაც ასევე უწოდებენ შემაკავშირებელ ენთალპიას, და ∑H შეესაბამება შემაკავშირებელ ენერგიათა ჯამს ქიმიური რეაქციის განტოლების ორივე მხარისთვის.ჩაწერეთ ქიმიური განტოლება და მიუთითეთ ყველა კავშირი ცალკეულ ელემენტებს შორის.

თუ რეაქციის განტოლება მოცემულია ქიმიური სიმბოლოებისა და რიცხვების სახით, სასარგებლოა მისი ხელახლა ჩაწერა და ატომებს შორის არსებული ყველა კავშირის მითითება. ეს ვიზუალური აღნიშვნა საშუალებას მოგცემთ მარტივად დათვალოთ ბმები, რომლებიც გატეხილია და წარმოიქმნება მოცემული რეაქციის დროს.გაეცანით გატეხილი და ჩამოყალიბებული ბმების დათვლის წესებს.

• ერთჯერადი, ორმაგი და სამმაგი ქიმიური ბმის გაწყვეტა განიხილება როგორც ერთი გატეხილი ბმა. მიუხედავად იმისა, რომ ამ ობლიგაციებს განსხვავებული ენერგია აქვთ, თითოეულ შემთხვევაში თითო ბმა გატეხულად ითვლება.
• იგივე ეხება ერთი, ორმაგი ან სამმაგი ბმის ფორმირებას. ყოველი ასეთი შემთხვევა განიხილება, როგორც ერთი ახალი კავშირის ფორმირება.
• ჩვენს მაგალითში, ყველა ობლიგაცია არის ერთჯერადი.

1. დაადგინეთ რომელი ბმებია გატეხილი განტოლების მარცხენა მხარეს.ქიმიური განტოლების მარცხენა მხარე შეიცავს რეაგენტებს და წარმოადგენს ყველა ბმას, რომელიც იშლება რეაქციის შედეგად. ეს არის ენდოთერმული პროცესი, რაც იმას ნიშნავს, რომ გარკვეული ენერგია უნდა დაიხარჯოს ქიმიური ბმების გასატეხად.

   • ჩვენს მაგალითში რეაქციის განტოლების მარცხენა მხარე შეიცავს ერთს H-H კავშირიდა ერთი Br-Br ბმული.

2. დათვალეთ განტოლების მარჯვენა მხარეს წარმოქმნილი ბმების რაოდენობა.რეაქციის პროდუქტები მითითებულია მარჯვნივ. განტოლების ეს ნაწილი წარმოადგენს ყველა კავშირს, რომელიც წარმოიქმნება ქიმიური რეაქციის შედეგად. ეს არის ეგზოთერმული პროცესი და გამოყოფს ენერგიას (ჩვეულებრივ სითბოს სახით).

   • ჩვენს მაგალითში, განტოლების მარჯვენა მხარე შეიცავს ორ H-Br ბმას.

ნაწილი 2

1. იპოვეთ სავალდებულო ენერგიის მნიშვნელობები.არსებობს მრავალი ცხრილი, რომელიც იძლევა სავალდებულო ენერგეტიკულ მნიშვნელობებს ნაერთების ფართო სპექტრისთვის. ასეთი ცხრილები შეგიძლიათ იხილოთ ინტერნეტში ან ქიმიის საცნობარო წიგნში. უნდა გვახსოვდეს, რომ შემაკავშირებელ ენერგიებს ყოველთვის ეძლევა აირისებრ მდგომარეობაში მყოფი მოლეკულები.

   გაამრავლეთ ბმის ენერგიის მნიშვნელობები გატეხილი ბმების რაოდენობაზე.რიგ რეაქციაში ერთი ბმა შეიძლება რამდენჯერმე დაირღვეს. მაგალითად, თუ მოლეკულა შედგება 4 წყალბადის ატომისგან, მაშინ წყალბადის შეკავშირების ენერგია უნდა იქნას გათვალისწინებული 4-ჯერ, ანუ გამრავლებული 4-ზე.

   • ჩვენს მაგალითში, თითოეულ მოლეკულას აქვს ერთი ბმა, ამიტომ ბმის ენერგიის მნიშვნელობები უბრალოდ მრავლდება 1-ზე.
   • H-H = 436 x 1 = 436 კჯ/მოლი
   • Br-Br = 193 x 1 = 193 კჯ/მოლი

2. შეაერთეთ გატეხილი ობლიგაციების ყველა ენერგია.როგორც კი გაამრავლებთ ბმის ენერგიას განტოლების მარცხენა მხარეს არსებულ ბმების შესაბამის რაოდენობაზე, თქვენ უნდა იპოვოთ ჯამი.

   • ვიპოვოთ გატეხილი ბმების ჯამური ენერგია ჩვენი მაგალითისთვის: H-H + Br-Br = 436 + 193 = 629 კჯ/მოლი.

3. გაამრავლეთ სავალდებულო ენერგიის მნიშვნელობები წარმოქმნილი ობლიგაციების რაოდენობაზე.როგორც განტოლების მარცხენა მხარეს გატეხილი ობლიგაციების შემთხვევაში, თქვენ უნდა აიღოთ ობლიგაციების ენერგია განტოლების მარჯვენა მხარეს და გაამრავლოთ ისინი ამ ობლიგაციების შესაბამის რაოდენობაზე.

სიტყვა "ენერგია" ბერძნულიდან ითარგმნება როგორც "მოქმედება". ჩვენ ვუწოდებთ ენერგიულ ადამიანს, რომელიც მოძრაობს აქტიურად, ასრულებს მრავალ განსხვავებულ მოქმედებას.

ენერგია ფიზიკაში

და თუ ცხოვრებაში ჩვენ შეგვიძლია შევაფასოთ ადამიანის ენერგია ძირითადად მისი საქმიანობის შედეგებით, მაშინ ფიზიკაში ენერგიის გაზომვა და შესწავლა შეიძლება მრავალი გზით. სხვადასხვა გზით. თქვენი მხიარული მეგობარი ან მეზობელი, დიდი ალბათობით, უარს იტყვის ერთი და იგივე მოქმედების გამეორებაზე ოცდაათიდან ორმოცდაათჯერ, როდესაც მოულოდნელად გაგიჩნდებათ მისი ენერგიის ფენომენის გამოკვლევა.

მაგრამ ფიზიკაში, თქვენ შეგიძლიათ გაიმეოროთ თითქმის ნებისმიერი ექსპერიმენტი რამდენჯერაც გსურთ, თქვენთვის საჭირო კვლევის ჩატარებით. ასეა ენერგიის შესწავლისას. მკვლევარებმა შეისწავლეს და დაასახელეს ენერგიის მრავალი სახეობა ფიზიკაში. ეს არის ელექტრო, მაგნიტური, ატომური ენერგია და ა.შ. მაგრამ ახლა ჩვენ ვისაუბრებთ მექანიკურ ენერგიაზე. და უფრო კონკრეტულად კინეტიკური და პოტენციური ენერგიის შესახებ.

კინეტიკური და პოტენციური ენერგია

მექანიკა სწავლობს სხეულების მოძრაობას და ურთიერთქმედებას ერთმანეთთან. მაშასადამე, ჩვეულებრივ უნდა განვასხვავოთ მექანიკური ენერგიის ორი ტიპი: ენერგია სხეულების მოძრაობის გამო, ან კინეტიკური ენერგია და ენერგია სხეულების ურთიერთქმედების ან პოტენციური ენერგიის გამო.

ფიზიკაში არის ზოგადი წესი, აკავშირებს ენერგიასა და მუშაობას. სხეულის ენერგიის საპოვნელად საჭიროა ვიპოვოთ სამუშაო, რომელიც აუცილებელია სხეულის მოცემულ მდგომარეობაში გადასაყვანად ნულიდან, ანუ ერთიდან, სადაც მისი ენერგია ნულის ტოლია.

პოტენციური ენერგია

ფიზიკაში პოტენციური ენერგიაენერგია ეწოდება, რომელიც განისაზღვრება ურთიერთმოქმედი სხეულების ან იმავე სხეულის ნაწილების შედარებითი პოზიციით. ანუ თუ სხეული მიწაზე მაღლა დგას, მაშინ მას დაცემისას გარკვეული სამუშაოს შესრულების უნარი აქვს.

და ამ სამუშაოს შესაძლო მნიშვნელობა უდრის სხეულის პოტენციურ ენერგიას h სიმაღლეზე. პოტენციური ენერგიისთვის, ფორმულა განისაზღვრება შემდეგი სქემის მიხედვით:

A=Fs=Ft*h=mgh, ან Ep=mgh,

სადაც Ep არის სხეულის პოტენციური ენერგია,
მ სხეულის წონა,
h არის სხეულის სიმაღლე მიწის ზემოთ,
გ თავისუფალი ვარდნის აჩქარება.

უფრო მეტიც, ნებისმიერი ჩვენთვის მოსახერხებელი პოზიცია შეიძლება მივიღოთ როგორც სხეულის ნულოვანი პოზიცია, რაც დამოკიდებულია ჩატარებული ექსპერიმენტებისა და გაზომვების პირობებზე და არა მხოლოდ დედამიწის ზედაპირზე. ეს შეიძლება იყოს იატაკის, მაგიდის ზედაპირი და ა.შ.

კინეტიკური ენერგია

იმ შემთხვევაში, როდესაც სხეული ძალის გავლენით მოძრაობს, მას არა მხოლოდ შეუძლია, არამედ გარკვეული სამუშაოც ასრულებს. ფიზიკაში კინეტიკური ენერგია არის ენერგია, რომელსაც აქვს სხეული მისი მოძრაობის გამო. როდესაც სხეული მოძრაობს, ის ხარჯავს ენერგიას და მუშაობს. ამისთვის კინეტიკური ენერგიაფორმულა გამოითვლება შემდეგნაირად:

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

სადაც ეკი არის სხეულის კინეტიკური ენერგია,
მ სხეულის წონა,
v სხეულის სიჩქარე.

ფორმულიდან ირკვევა, რომ რაც უფრო დიდია სხეულის მასა და სიჩქარე, მით მეტია მისი კინეტიკური ენერგია.

ყველა სხეულს აქვს ან კინეტიკური ან პოტენციური ენერგია, ან ორივე ერთდროულად, მაგალითად, მფრინავი თვითმფრინავი.

რაოდენობას ფიზიკასა და მექანიკაში, რომელიც ახასიათებს სხეულის ან სხეულთა მთელი სისტემის მდგომარეობას ურთიერთქმედებაში და მოძრაობაში, ენერგია ეწოდება.

მექანიკური ენერგიის სახეები

მექანიკაში არსებობს ორი სახის ენერგია:

• კინეტიკური. ეს ტერმინი ეხება ნებისმიერი სხეულის მექანიკურ ენერგიას, რომელიც მოძრაობს. იგი იზომება იმ შრომით, რომელიც სხეულს შეუძლია შეასრულოს სრულ გაჩერებამდე დამუხრუჭებისას.
• პოტენციალი. ეს არის სხეულების მთელი სისტემის გაერთიანებული მექანიკური ენერგია, რომელიც განისაზღვრება მათი მდებარეობით და ურთიერთქმედების ძალების ბუნებით.

შესაბამისად, პასუხი კითხვაზე, თუ როგორ უნდა ვიპოვოთ მექანიკური ენერგია, თეორიულად ძალიან მარტივია. აუცილებელია: ჯერ გამოვთვალოთ კინეტიკური ენერგია, შემდეგ პოტენციური ენერგია და შევაჯამოთ მიღებული შედეგები. მექანიკური ენერგია, რომელიც ახასიათებს სხეულების ერთმანეთთან ურთიერთქმედებას, ფარდობითი პოზიციისა და სიჩქარის ფუნქციაა.

კინეტიკური ენერგია

ვინაიდან მექანიკურ სისტემას აქვს კინეტიკური ენერგია, რომელიც დამოკიდებულია მის სხვადასხვა წერტილების გადაადგილების სიჩქარეზე, ის შეიძლება იყოს მთარგმნელობითი ან ბრუნვითი ტიპის. SI ერთეული ჯული (J) გამოიყენება ენერგიის გასაზომად.

მოდით შევხედოთ როგორ ვიპოვოთ ენერგია. კინეტიკური ენერგიის ფორმულა:

• Ex= mv²/2,
  • Ek არის კინეტიკური ენერგია, რომელიც იზომება ჯოულებში;
  • მ – სხეულის წონა (კილოგრამები);
  • v – სიჩქარე (მეტრი/წამი).

იმის დასადგენად, თუ როგორ უნდა ვიპოვოთ კინეტიკური ენერგია ხისტი სხეულისთვის, გამოყავით მთარგმნელობითი და ბრუნვის მოძრაობის კინეტიკური ენერგიის ჯამი.

გარკვეული სიჩქარით მოძრავი სხეულის კინეტიკური ენერგია, ამ გზით გამოთვლილი, გვიჩვენებს სამუშაოს, რომელიც უნდა შეასრულოს სხეულზე მოსვენებულ მდგომარეობაში მოქმედმა ძალამ, რათა მას სიჩქარე მისცეს.

პოტენციური ენერგია

იმის გასარკვევად, თუ როგორ უნდა იპოვოთ პოტენციური ენერგია, უნდა გამოიყენოთ ფორმულა:

• ეპ = მგსთ,
  • Ep არის პოტენციური ენერგია, რომელიც იზომება ჯოულებში;
  • g არის სიმძიმის აჩქარება (კვადრატული მეტრი);
  • მ – სხეულის წონა (კილოგრამები);
  • h არის სხეულის მასის ცენტრის სიმაღლე თვითნებურ დონეზე (მეტრი).

ვინაიდან პოტენციური ენერგია ხასიათდება ორი და მეტი სხეული, ისევე როგორც სხეული და ნებისმიერი სფერო, შემდეგ ნებისმიერი ფიზიკური სისტემაცდილობს იპოვოს პოზიცია, რომელშიც პოტენციური ენერგია არის ყველაზე ნაკლები და იდეალურია ნულოვანი. პოტენციური ენერგია. უნდა გვახსოვდეს, რომ კინეტიკური ენერგია ხასიათდება სიჩქარით, ხოლო პოტენციური ენერგია ხასიათდება სხეულების შედარებითი პოზიციით.

ახლა თქვენ იცით ყველაფერი იმის შესახებ, თუ როგორ უნდა იპოვოთ ენერგია და მისი ღირებულება ფიზიკის ფორმულების გამოყენებით.