Dubbio energia interna

[xeletro91]

Salve a tutti!
Se somministrassi calore sensibile ad un solido (ad esempio un metallo, di cui non trascuro la variazione di volume) e applicassi il primo principio della termodinamica, potrei affermare che Q=deltaU+L, ovvero parte del calore somministrato viene immagazzinato nell'energia interna sotto forma aumento di energia cinetica Ec (aumento delle vibrazioni degli atomi attorno al loro punto di equilibrio) e parte viene convertita in lavoro di espansione.
Perché nella variazione di energia interna in questo caso contribuisce solo l'aumento di energia cinetica degli atomi e non anche la loro energia potenziale? Se questi atomi aumentano la loro distanza media non dovrebbe aumentare anche la loro energia potenziale, essendo questa un 'energia di posizione?

Grazie mille!

[DanteCpp]

Il potenziale elettrico è proporzionale all'inverso della distanza.

[xeletro91]

Ti ringrazio per la risposta sei sempre disponibile!


Prendo per semplicità due atomi:
Se aumenta la temperatura in un corpo solido, aumenta la distanza media tra i due atomi a causa dell'aumento di energia cinetica vibrazionale e dall'asimmetria della buca di potenziale, dunque diminuisce in modulo l'energia potenziale, essendo però tale quantità (presa col segno) negativa aumenta (cioè si porta verso lo zero) ovvero diminuisce l'energia di legame e le forze di coesione tra i due atomi, giusto?

[EcoTan]

Il fenomeno da te citato non potrebbe rientrare nel concetto di calore specifico? Se io somministro un tot di calore, la temperatura del metallo aumenta quanto vuole lui, tenendo conto anche della parte di energia somministrata che deve essere destinata alla energia potenziale (se davvero esiste, non so). Che poi raffreddando il corpo viene comunque restituita.

[DanteCpp]

Non ho capito il girotondo di moduli e segni che hai fatto. Comunque sia l'energia di legame diminuisce all'aumentare della temperatura; le particelle andranno sempre più per i fatti loro, ovviamente.

[xeletro91]

Non ho capito il girotondo di moduli e segni che hai fatto. Comunque sia l'energia di legame diminuisce all'aumentare della temperatura; le particelle andranno sempre più per i fatti loro, ovviamente.

Grazie ad entrambi. Si in effetti a parole sembra contorto come ragionamento. Io mi riferivo al fatto che l'energia potenziale di un atomo è negativa quindi se tale quantità in modulo diminuisce (a causa dell'aumento della distanza tra i due atomi) ovvero da |100| passa a |90|, vuol dire che in realtà è aumentato perché -90>-100. E' chiaro che era un esempio per rendere meglio il ragionamento, so che l'energia potenziale non ha valori assoluti ma relativi.

Comunque, in definitiva posso affermare che se somministro calore (no latente, ma sensibile) ad un corpo (es metallo) la variazione di energia interna è dovuta sia all'aumento di energia cinetica sia all'aumento di energia potenziale degli atomi?
Scusate se insisto su questa domanda ma ho visto tra gli esami passati che è capitata allo scritto e non vorrei trovarmi impreparato.

[DanteCpp]

L'energia potenziale è negativa, ma non lo è la variazione.

Che esame è? Da quanti crediti?

Secondo me l'energia cinetica è trascurabile, perché mediamente nulla.

[xeletro91]

E' l'esame di scienza e tecnologia dei materiali (9 crediti). Ho trovato qualche domanda inerente a questo argomento anche se per esempio, di solito per tali domande c'è sempre qualche semplificazione del tipo "trascurando la variazione di volume". Io vorrei capire il fenomeno in modo preciso cioè non trascurando nulla, ne la variazione di energia cinetica ne la variazione di energia potenziale. Ora è chiaro che l'energia cinetica varia se aumento la temperatura del solido, e credo, a meno di smentite di qualcuno sicuramente più esperto di me quale lo siete tutti voi, anche l'energia potenziale degli atomi che compongono il materiale di cui è fatto il solido.

[DanteCpp]

L'energia cinetica delle particelle constanti un solido, è vettorialmente mediamente nulla. La temperatura è un indice dell'agitazione delle particelle componenti.

C'era una discussione in cui se ne parlava, ma non riesco a trovarla!

L'energia più "massiccia" è secondo me quella reticolare, nel caso di un cristallo ionico.

Il lavoro dovuto alla dilatazione volumica, secondo me si può quantificare come il lavoro elettrico degli ioni, necessario a portarli dal raggio 1(a temperatura iniziale) al raggio 2(temperatura finale).

Comunque io cerco solo di fare puzzle con le due conoscenze di chimica e fisica che mi ritrovo. Non sono certo un esperto.

[EcoTan]

L'energia cinetica delle particelle constanti un solido, è vettorialmente mediamente nulla.

Non è un vettore, è uno scalare ed è sempre positiva.