તંત્રની આંતરિક ઉર્જા સમજાવો.

(N/A) દરેક જથ્થાત્મક તંત્ર મોટી સંખ્યામાં અણુઓનું બનેલું હોય છે.
આંતરિક ઉર્જા એ આ અણુઓની ગતિ-ઉર્જા અને સ્થિતિ-ઉર્જાનો સરવાળો છે.
થર્મોડાયનેમિક્સમાં,સમગ્ર તંત્રની ગતિ-ઉર્જા સુસંગત નથી.
આમ,આંતરિક ઉર્જા એ સંદર્ભ ફ્રેમમાં અણુઓની ગતિ-ઉર્જા અને સ્થિતિ-ઉર્જાનો સરવાળો છે,જેની સાપેક્ષમાં તંત્રનું દ્રવ્યમાન કેન્દ્ર સ્થિર હોય છે.
તેથી,આંતરિક ઉર્જા તંત્રના અણુઓની અસ્તવ્યસ્ત ગતિ સાથે સંકળાયેલી છે.
આંતરિક ઉર્જા $U$ એ તંત્રનો મેક્રોસ્કોપિક ચલ છે.
તે માત્ર તંત્રની અવસ્થા પર આધાર રાખે છે,તે અવસ્થા કેવી રીતે પ્રાપ્ત થઈ તેના પર નહીં.
તંત્રની આંતરિક ઉર્જા $U$ એ થર્મોડાયનેમિક અવસ્થા ચલનું ઉદાહરણ છે; તેનું મૂલ્ય માત્ર તંત્રની આપેલી અવસ્થા પર આધાર રાખે છે,તે અવસ્થા સુધી પહોંચવા માટે લીધેલા માર્ગ પર નહીં.
આમ,આપેલા વાયુના જથ્થાની આંતરિક ઉર્જા તેના દબાણ,કદ અને તાપમાનના ચોક્કસ મૂલ્યો દ્વારા વર્ણવેલ તેની અવસ્થા પર આધાર રાખે છે,પરંતુ વાયુની આ અવસ્થા કેવી રીતે આવી તેના પર આધાર રાખતી નથી.
જો આપણે વાયુમાં રહેલા નાના આંતર-આણ્વીય બળોને અવગણીએ,તો વાયુની આંતરિક ઉર્જા એ તેના અણુઓની વિવિધ અસ્તવ્યસ્ત ગતિઓ સાથે સંકળાયેલી ગતિ-ઉર્જાનો સરવાળો છે.
આકૃતિ $(a)$ માં,જ્યારે બોક્સ સ્થિર હોય ત્યારે વાયુની આંતરિક ઉર્જા $U$ એ તેના અણુઓની ગતિ-ઉર્જા અને સ્થિતિ-ઉર્જાનો સરવાળો છે. સ્થાનાંતરિત,ભ્રમણીય અને કંપન જેવી વિવિધ પ્રકારની ગતિને કારણે થતી ગતિ-ઉર્જાનો $U$ માં સમાવેશ કરવાનો છે.
આકૃતિ $(b)$ માં,જો બોક્સ કોઈ વેગ સાથે ગતિ કરતું હોય,તો સમગ્ર બોક્સની ગતિ-ઉર્જાનો $U$ માં સમાવેશ કરવાનો નથી.