Värmeenergi = inre rörelseenergi + (inre?) potentiell energi
Hej!
Jag har problem med att förstå vad potentiell inte energi innebär. Värmeenergi, vilket också kan benämnas inre energi, är lika med summan av den inre rörelseenergin och den potentiella energin.
Inre rörelseenergi är ett ämnes ingående molekylers eller atomers rörelse. Det var trodde jag var exakt vad värmeenergi var.
Problemet är att första vad som menas med potentiell energi...
Ett exempel: nollgradig is ska bli till nollgradigt vatten. Under denna process tillsätts energi utan att temperatur, det vill säga inre rörelseenergi ökar. Därav går all tillförd energi till ökande potentiell energi.
Kan någon med is-exemplet som utgångspunkt förklara vad potentiell energi innebär på ett sätt att det intuitivt går att förstå?
Tilläggas bör att jag förstår Ep=mgh, men detta kan ju inte gå att tillämpa här...
Potentiell energi betyder ungefär ”potential att bli rörelseenergi/kinetisk energi”. All energi som inte är kinetisk energi är potentiell energi.
När det gäller inre energi utgörs potentiell energi normalt av kemisk bindning, både inom och mellan molekyler, joner eller vad ämnet nu består av. Jag antar att man även kan se bindningsenergin hos atomkärnor (eller massa i sig enligt E=mc2) som en form av potentiell energi, men det är inte direkt det första exemplet man brukar ta upp.
I isexemplet binder varje vattenmolekyl till fyra andra vattenmolekyler i ett ordnat mönster som utgör isens kristallstruktur. Det här är en ganska effektiv struktur där vattenmolekylerna har utnyttjat sin bindningsförmåga maximalt, vilket innebär att de har ganska låg potentiell energi. Man kan inte skapa så många nya bindningar för att frigöra energi från strukturen.
Om man nu börjar tillföra energi bryts dessa bindningar successivt upp och molekylerna binder inte längre till fyra andra molekyler i ett ordnat mönster. Vissa vattenmolekyler binder kanske bara till en eller två vattenmolekyler istället och då håller inte strukturen längre ihop. Isen har blivit till flytande vatten. Nu har också den potentiella energin ökat, för det finns möjlighet för molekylerna att skapa fler bindningar till varandra igen och på så sätt frigöra energi.
I det där exemplet är den potentiella energin lagrad i bindningar mellan molekylerna. I många andra fall har energin lagrad i bindningar mellan atomerna i molekylerna större betydelse. Hos kolväten i olja, naturgas och liknande är bindningarna mellan kol och väte ganska energirika. Det finns alltså mycket potentiell energi lagrad i dessa bindningar som kan omvandlas till värme vid förbränning.
