Energia totale

In fisica l'energia totale di un sistema è la somma di tutte le sue componenti energetiche.

Meccanica classica

Nei problemi di meccanica classica, l'energia totale assume fondamentalmente il significato di somma dell'energia cinetica e dell'energia potenziale:

E = E_{K} + U

tale relazione ha valenza generale, e si estende anche a sistemi fisici non macroscopici, per i quali l'energia potenziale U non dipende in generale dal campo gravitazionale.

Termodinamica

Template:Vedi anche In termodinamica l'energia totale di un sistema termodinamico è la somma dei contributi traslazionali, vibrazionali, rotazionali ed elettronici delle particelle costituenti il sistema, ma non comprende l'energia al punto zero (energia fondamentale posseduta a 0 K), diversamente dall'energia interna che ne tiene conto^[1].

Energia totale = Energia interna- Energia interna a T₀

L'energia interna a T₀ è l'energia a 0 K, quando cioè i moti traslazionali, vibrazionali e rotazionali delle particelle costituenti il sistema cessano, ed è dovuta soltanto alla struttura interna degli atomi.^[2]

Quando $U_{0} = 0$ l'energia totale corrisponde all'energia interna.

Meccanica statistica

In meccanica statistica l'energia totale di un sistema (insieme canonico) è uguale a:

E = \sum_{i} ε_{i} \cdot N_{i}

dove:

$ε_{i}$ = energia del livello i - energia del livello 0
$N_{i}$ = numero di particelle del livello i

L'energia totale è anche uguale a:

E = ⟨ E ⟩ \cdot N_{t o t}

dove:

$⟨ E ⟩$ = energia media
$N_{t o t}$ = numero totale di particelle del sistema

Esprimendola in funzione della funzione di partizione l'energia totale è:

E = - \frac{\partial \ln Z}{\partial β}

Energia totale relativistica

Template:Vedi anche In teoria della relatività ristretta l'energia totale è data da Energia a riposo + Energia cinetica.

E = m_{0} c^{2} + K = γ m_{0} c^{2}

dove:

K = (γ - 1) m_{0} c^{2}

Note

↑ L'energia interna è una funzione di stato che esprime l'energia totale posseduta da un sistema materiale, intesa come somma dei contributi di energia traslazionale, rotazionale, e vibrazionale delle molecole che lo compongono, più il contributo dell'energia dovuto agli elettroni e dell'energia al punto zero (energia fondamentale posseduta a 0 K).
↑ L'energia interna tiene conto di questo contributo ed è: $U = E + U_{0}$ . ( $E$ =energia totale, $U_{0}$ =energia interna a T₀).

Bibliografia

Voci correlate

Collegamenti esterni

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[1] L'energia interna è una funzione di stato che esprime l'energia totale posseduta da un sistema materiale, intesa come somma dei contributi di energia traslazionale, rotazionale, e vibrazionale delle molecole che lo compongono, più il contributo dell'energia dovuto agli elettroni e dell'energia al punto zero (energia fondamentale posseduta a 0 K).

[2] L'energia interna tiene conto di questo contributo ed è: $U = E + U_{0}$ . ( $E$ =energia totale, $U_{0}$ =energia interna a T₀).

[1]

[2]

Energia totale

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Meccanica classica

Termodinamica

Meccanica statistica

Energia totale relativistica

Note

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