109
indsamling af empiri
Måling af indre energi Et glas vand, der står på bordet, ser ikke umiddelbart ud til at besidde energi, når man sammenligner med en spændt fjeder eller en bowlingkugle i fuld fart. Men hvis man studerer vandmolekylerne gennem et stærkt mikroskop, kan man se, at de bevæger sig rundt med stor fart, mens de vibrerer og roterer. Denne form for energi kaldes indre energi. Den indre energi består både af bevægelsesenergi og bindingsenergi mellem molekylerne. Det er bindingsenergien, dvs. den kraft der holder atomerne sammen i molekyler, der ændrer sig, når stoffet skifter fase, dvs. når det over går fra fast form til flydende eller gasform. Temperaturen kan bruges til at måle ændringer af den indre energi, forud sat at stoffet ikke skifter fase. Det er fordi temperaturen er et mål for moleky lernes gennemsnitlige bevægelsesenergi.
Vi kan kun måle ændringer af den indre energi, ikke dens absolutte værdi.
Eks. 1
Beregning af energimængde i 200 L kogende vand E = m · c · ∆t ∆t angiver temperaturtilvæksten: ∆T = Tslut – Tstart m er massen, altså hvor mange kg der opvarmes. c er stoffets specifikke varmekapacitet. c angiver, hvor meget energi der skal til at opvarme et kg af et stof med 1 grad. Den specifikke varmekapacitet for et bestemt stof kan man finde ved opslag i ”Databog fysik, kemi”. Med denne formel kan man beregne, hvor meget energi der er i 200 L vand ved 100 °C. Vandet kunne jo være placeret i en stor tønde midt i et værelse og afgive energi til rummet ligesom en radiator. Når temperaturen af vandet er faldet til 20 °C, giver vandet ikke mere varmeenergi fra sig. Energien kan nu beregnes: E = 200 kg · 4,2
· (100 °C – 20 °C) = 66880 kJ = 18,6 kWh
Egentlig viser beregningen, hvor meget energi der skal til for at opvarme vandet fra 20 °C til 100 °C og ikke hvor meget energi, der afgives.