„Belső energia” változatai közötti eltérés

→‎Definíció: jav. + kiegészítés
(→‎Definíció: ez már nem kell)
(→‎Definíció: jav. + kiegészítés)
A '''belső energia''' – amelynek jele ''U'', mértékegysége J – [[extenzív mennyiség]] és egy zárt rendszer összes energiatartalmát jelenti, annak megfelelően, hogy miből áll a rendszer, milyen a felépítése. A [[halmazállapot]]ától függetlenül minden rendszert [[atom]]ok és/vagy [[Molekula|molekulák]] és/vagy [[ion]]ok – gyűjtőnevükön részecskék alkotják, amelyek különböző módon mozognak. E mozgások energiája a belső energia egy része (termikus energia).
 
Pl. ha a rendszer '''[[Ideális gáz|tökéletes gáz]]''', részecskéi egyenes vonalú egyenletes sebességgel mozognak, miközben egymással tökéletesen rugalmasan ütköznek. A [[kinetikus gázelmélet]] alapjánértelmében minden szabadsági fokra, szigorúbban értelmezve a mozgásirészecske mozgását leírva minden másodfokú kifejezést tartalmazó tagra 1/2 k*T energia jut. Mivel egy részecskének három szabadsági foka van - csak haladó mozgást tud végezni, azt pedig három tengely irányában - energiájukezért ésegy egybenrészecskének a belső energiájukenergiája:
 
:<math>U=3 \cdot \frac{31}{2}\ k_\mathrm B T + U_0</math>
 
Az egyenletet [[Avogadro-szám|Avogadro-állandóval]] és [[Anyagmennyiség|anyagmennyiséggel]] beszorozva kapjuk az idealizált gáz belső energiájának egyenletét, mely '''f''' szabadsági fokra értelmezve:
vagy <math>n</math>-[[anyagmennyiség]] esetén
 
:<math>U=\frac{3}{2}\ nRT + U_0 </math>
 
Idealizált többatomos gázok esetében pedig, amikor nem 3 a [[szabadsági fok]]:
 
:<math>U=\frac{f}{2}\ nRT + U_0</math>
 
ahol
: '''k<sub>B</sub>''' a [[Boltzmann-állandó]], '''T''' az [[Hőmérséklet|abszolút hőmérséklet]], '''n''' az [[anyagmennyiség]], '''R''' az [[egyetemes gázállandó]], '''f''' a [[Szabadsági fok|szabadsági fokok]] száma, '''U<sub>0</sub>''' pedig a rendszer zérusponti energiája.
 
A [[Ideális gáz|tökéletes gáz]] részecskéi azonban még más energiákkal is rendelkeznek, amelyek szintén a belső energia részei. Az [[atom]]ok ugyanis elektronburokból és [[atommag]]ból állnak, az atommag is további részecskéket tartalmaz. Az [[elektron]]ok különböző pályákon mozognak, az atommagban pedig a [[Kötési energia|magenergia]] van tárolva, ami a mag részecskéit együtt tartja. Ezek az energiák képezik a belső energia másik részét, amelyeknek viszont az abszolút értéke nem határozható meg.