熱力學 에서, 系의 內部 에너지 ( Internal energy )는 契가 통째로 움직이면서 생기는 運動 에너지 와 位置 에너지 를 除外한 系의 모든 에너지이다. 契 內部의 狀態가 變하면서 內部 에너지가 생기거나 줄어들 수 있다. ^{[1] [2]}

系의 內部 에너지는 物質 이 界 밖으로 나가거나, 熱 을 받거나, 日 을 함으로써 變할 수 있다. ^[3] 物質이 界 밖으로 나가는 것은 物質이 通過할 수 없는 壁으로 막을 수 있는데, 이러한 壁으로 만들어진 契를 닫힌系 라고 한다.  熱力學 第1法則 은 內部 에너지의 增加量이 周圍로부터 契에 加해진 熱과 일의 合이라는 것을 說明한다. 萬若 系의 壁이 物質과 에너지 모두를 통과시키지 않는다면, 이러한 契를 孤立系라고 하며, 內部 에너지는 變할 수 없다. 열역학 第1法則은 內部 에너지의 存在를 定義하는 것으로 볼 수 있다.

內部 에너지는 熱力學 界 의 重要한 狀態 函數 가운데 하나이다.

紹介 [ 編輯 ]

內部 에너지는 系의 狀態로부터 直接的인 測定이 不可能하다. 內部 에너지는 주어진 契의 狀態에 對한 一連의 熱力學 作業 과 熱力學 過程 을 통해 決定된다. 이러한 過程과 經路는 理論에서 契의 特定한 크기 狀態 變數로 記述된다, 卽, 엔트로피 는  S , 부피는  V , 系의 沒收는 { N _j }로 記述된다. 그리고 內部 에너지  U ( S , V ,{ N _j })는 이것들의 函數이다. 間或 여기에  電氣 雙極子 모멘트 같은 또다른 크기 狀態 變數가 追加될 수 있다. 熱力學的, 工學的인 觀點에서 에너지 質量 에너지같은 本質的인 모든 에너지를 考慮하는 것은 必須的이거나 必要하지 않은 境遇가 많다. 관습적으로, 熱力學的인 敍述은 硏究 過程에서 關聯된 要素만을 包含한다. 열역학은 內部 에너지의 絶對的인 羊보다 變化 에 焦點을 둔다.

內部 에너지는 系의 狀態函數이다. 왜냐하면 거쳐온 經路나 過程과 無關하게 現在 契의 狀態에 따라서만 決定되기 때문이다. 이를 크기輛이라고 한다. 內部 에너지는 唯一하게 重要한 熱力學 퍼텐셜 이다. 르장드르 變換 을 통해서 다른 熱力學 퍼텐셜들은 數學的으로 만들어질 수 있다. 크기 變數를 르장드르 變換하여 만들어진 변수열들은 雙대 敵으로, 世紀 變數 가 된다. 크기변수를 世紀變數로 代替하면 熱力學 퍼텐셜이 誘導되지 않기 때문에 르장드르 變換은 必須的이다. 世紀變數로의 交替는 狀態 方程式에서 熱力學 퍼텐셜을 決定할 수 없게 한다.

內部 에너지는 巨視的 인 量이지만, 두 理論的인 假想의 要素를 통해 微視的인 規模에서 說明할 수 있다. 하나는 微視的인 運動 에너지를 系를 이루고있는 粒子의 運動( 竝進運動 , 回轉運動 , 振動 )으로 說明하는 것이다. 다른 하나는 퍼텐셜 에너지를 化學 結合 같은 粒子 사이의 微視的인 힘과 聯關시키는 것이다. 이러한 觀點은 物理學科 化學에서 一般的이다. 만약 熱核反應에서 內部 에너지를 定義한다면 퍼텐셜 에너지에 物質의  質量 缺損 에너지 도 包含된다.

說明과 正義 [ 編輯 ]

주어진 系의 內部 에너지 U 는 基準이 되는 契가 몇 番의 熱力學的 過程을 통해 주어진 契가 될 때, 熱力學的 過程에서 發生된 에너지 變化를 모두 더하여 求하여 相對的으로 決定된다.

${\displaystyle \Delta U=\sum _{i}E_{i}\,}$

여기에서 Δ U 는 基準이 되는 系와 주어진 系의 內部 에너지의 差異이다.

또한 E _i 는 系의 i番째 變化에서의 에너지 變化이다.

같이 보기 [ 編輯 ]

• 熱量計
• 엔탈피
• 엑서지
• 熱力學 方程式
• 熱力學 퍼텐셜
• 기브스 自由 에너지
• 헬름홀츠 自由 에너지

各州 [ 編輯 ]