Energia cinética. Energia: Fórmula de energia potencial e cinética para encontrar energia cinética na física

A energia de ligação é um conceito importante em química. Ele determina a quantidade de energia necessária para quebrar uma ligação covalente entre dois átomos de gás. Este conceito não se aplica a ligações iônicas. Quando dois átomos se combinam para formar uma molécula, você pode determinar o quão forte é a ligação entre eles - é o suficiente para encontrar a energia que precisa ser gasta para quebrar essa ligação. Lembre-se de que um único átomo não tem energia de ligação, essa energia caracteriza a força da ligação entre dois átomos em uma molécula. Para calcular a energia da ligação para uma reação química, simplesmente determine o número total de ligações quebradas e subtraia o número de ligações formadas a partir dele.

Passos

Parte 1

Escreva a equação para calcular a energia de ligação. De acordo com a definição, a energia da ligação é a soma das ligações quebradas menos a soma das ligações formadas: ΔH = ∑H (ligações quebradas) - ∑H (ligações formadas). ΔH denota a mudança na energia da ligação, que também é chamada de entalpia da ligação, e ∑H corresponde à soma das energias da ligação para ambos os lados da equação da reação química.

Escreva a equação química e indique todas as conexões entre os elementos individuais. Se a equação da reação for dada na forma de símbolos químicos e números, é útil reescrevê-la e indicar todas as ligações entre os átomos. Esse registro visual permitirá que você conte facilmente os laços que se quebraram e se formaram no decorrer dessa reação.

Aprenda as regras de contagem de ligações quebradas e formadas. Na maioria dos casos, as energias de ligação médias são usadas nos cálculos. A mesma ligação pode ter energias ligeiramente diferentes, dependendo da molécula específica, portanto, normalmente são usados ​​valores médios da energia da ligação. ...

• Quebras de ligações químicas simples, duplas e triplas são consideradas como uma ligação quebrada. Embora essas ligações tenham energias diferentes, em cada caso, uma ligação é considerada quebrada.
• O mesmo se aplica à formação de uma ligação simples, dupla ou tripla. Cada um desses casos é considerado como a formação de um novo vínculo.
• Em nosso exemplo, todos os links são únicos.

1. Determine quais ligações estão sendo quebradas no lado esquerdo da equação. O lado esquerdo da equação química contém os reagentes e representa todas as ligações que são quebradas como resultado da reação. Este é um processo endotérmico, ou seja, para quebrar ligações químicas é necessário gastar uma certa quantidade de energia.

   • Para nosso exemplo, o lado esquerdo da equação de reação contém uma ligação H-H e uma ligação Br-Br.

2. Conte o número de ligações formadas no lado direito da equação. Os produtos da reação estão indicados à direita. Esta parte da equação representa todas as ligações que se formam como resultado de uma reação química. Este é um processo exotérmico e libera energia (geralmente na forma de calor).

   • Em nosso exemplo, o lado direito da equação contém duas ligações H-Br.

Parte 2

1. Encontre os valores necessários da energia de ligação. Existem muitas tabelas que fornecem energias de ligação para uma ampla variedade de compostos. Essas tabelas podem ser encontradas na Internet ou em um livro de referência de química. Deve ser lembrado que as energias de ligação são sempre dadas para moléculas no estado gasoso.

   Multiplique as energias das ligações pelo número de ligações quebradas. Em várias reações, um vínculo pode ser quebrado várias vezes. Por exemplo, se uma molécula consiste em 4 átomos de hidrogênio, a energia da ligação de hidrogênio deve ser considerada 4 vezes, ou seja, multiplicada por 4.

   • Em nosso exemplo, cada molécula tem uma ligação, então as energias da ligação são simplesmente multiplicadas por 1.
   • H-H = 436 x 1 = 436 kJ / mol
   • Br-Br = 193 x 1 = 193 kJ / mol

2. Some todas as energias dos laços quebrados. Depois de multiplicar as energias das ligações pelo número correspondente de ligações no lado esquerdo da equação, você precisa encontrar o total.

   • Vamos encontrar a energia total das ligações quebradas para nosso exemplo: H-H + Br-Br = 436 + 193 = 629 kJ / mol.

3. Multiplique os valores de energia de ligação pelo número de ligações formadas. Como no caso de ligações quebradas no lado esquerdo da equação, você deve pegar os valores das energias das ligações no lado direito da equação e multiplicá-los pelo número correspondente dessas ligações.

A palavra "energia" na tradução do grego significa "ação". Chamamos de enérgica uma pessoa que se move ativamente, enquanto executa muitas ações diferentes.

Energia na física

E se na vida podemos avaliar a energia de uma pessoa principalmente pelas consequências de sua atividade, então na física a energia pode ser medida e estudada de muitas maneiras diferentes. Seu amigo ou vizinho alegre, muito provavelmente, se recusará a repetir a mesma ação trinta a cinquenta vezes quando, de repente, vier à sua mente investigar o fenômeno da energia dele.

Mas em física, você pode repetir quase qualquer experimento quantas vezes quiser, fazendo a pesquisa de que precisa. O mesmo ocorre com o estudo da energia. Cientistas pesquisadores estudaram e identificaram muitos tipos de energia na física. Esta é a energia elétrica, magnética, atômica e assim por diante. Mas agora vamos falar sobre energia mecânica. E mais especificamente sobre energia cinética e potencial.

Energia cinética e potencial

Na mecânica, o movimento e a interação dos corpos entre si são estudados. Portanto, é comum distinguir entre dois tipos de energia mecânica: energia devida ao movimento dos corpos, ou energia cinética, e energia devida à interação dos corpos, ou energia potencial.

Na física, existe uma regra geral que liga energia e trabalho. Para encontrar a energia de um corpo, é necessário encontrar o trabalho que é necessário para transferir o corpo a um determinado estado do zero, ou seja, aquele em que sua energia é igual a zero.

Energia potencial

Na física, a energia potencial é chamada de energia, que é determinada pela posição mútua de corpos em interação ou partes do mesmo corpo. Ou seja, se o corpo é levantado acima do solo, ele tem a capacidade de cair e fazer algum trabalho.

E a quantidade possível desse trabalho será igual à energia potencial do corpo na altura h. Para energia potencial, a fórmula é determinada de acordo com o seguinte esquema:

A = Fs = Ft * h = mgh, ou Ep = mgh,

onde Ep é a energia potencial do corpo,
m peso corporal,
h - altura do corpo acima do solo,
g aceleração da gravidade.

Além disso, qualquer posição conveniente para nós pode ser tomada para a posição zero do corpo, dependendo das condições do experimento e das medições, não apenas da superfície da Terra. Pode ser a superfície de um chão, uma mesa e assim por diante.

Energia cinética

No caso em que o corpo se move sob a influência da força, ele não apenas pode, mas também realiza algum trabalho. Na física, a energia cinética é a energia que um corpo possui devido ao seu movimento. O corpo, em movimento, gasta sua energia e funciona. Para energia cinética, a fórmula é calculada da seguinte forma:

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

onde Eк é a energia cinética do corpo,
m peso corporal,
v velocidade do corpo.

A fórmula mostra que quanto maior a massa e a velocidade do corpo, maior sua energia cinética.

Cada corpo possui energia cinética ou potencial, ou ambas ao mesmo tempo, como, por exemplo, um avião voando.

Uma quantidade na física e na mecânica que caracteriza o estado de um corpo ou de todo um sistema de corpos em interação e movimento é chamada de energia.

Tipos de energia mecânica

Na mecânica, existem dois tipos de energia:

• Cinético. Este termo se refere à energia mecânica de qualquer corpo que se move. É medido pelo trabalho que a carroçaria pode realizar ao travar até uma paragem completa.
• Potencial. Esta é a energia mecânica combinada de todo um sistema de corpos, que é determinada por sua localização e pela natureza das forças de interação.

Conseqüentemente, a resposta à questão de como encontrar energia mecânica é teoricamente muito simples. É necessário: primeiro calcular a energia cinética, depois resumir o potencial e os resultados obtidos. A energia mecânica, que caracteriza a interação dos corpos entre si, é função da posição relativa e das velocidades.

Energia cinética

Uma vez que a energia cinética é possuída por um sistema mecânico, que depende das velocidades com que seus vários pontos se movem, ela pode ser do tipo translacional e rotacional. A unidade Joule (J) no sistema SI é usada para medir a energia.

Vamos dar uma olhada em como encontrar energia. Fórmula de energia cinética:

• Ex = mv² / 2,
  • Ek é a energia cinética medida em Joules;
  • m - peso corporal (quilogramas);
  • v - velocidade (metro / segundo).

Para determinar como encontrar a energia cinética de um corpo rígido, a soma da energia cinética do movimento de translação e rotação é derivada.

A energia cinética de um corpo, que se move a uma determinada velocidade, calculada desta forma, demonstra o trabalho que a força que atua sobre o corpo em repouso deve realizar para lhe dar velocidade.

Energia potencial

Para descobrir como encontrar energia potencial, você deve aplicar a fórmula:

• Ep = mgh,
  • Ep é a energia potencial medida em Joules;
  • g - aceleração da gravidade (metros quadrados);
  • m - peso corporal (quilogramas);
  • h - altura do centro de massa do corpo acima de um nível arbitrário (metros).

Uma vez que a energia potencial é caracterizada pela influência mútua de dois ou mais corpos uns sobre os outros, assim como um corpo e qualquer campo, qualquer sistema físico busca encontrar uma posição em que a energia potencial seja mínima, e idealmente zero. energia potencial. Deve ser lembrado que a velocidade é característica da energia cinética, e o arranjo mútuo dos corpos é característico da energia potencial.

Agora você sabe tudo sobre como encontrar energia e seu valor de acordo com as fórmulas da física.