1.6.1 Внутрішня енергія

Сьогодні ми поговоримо про енергію.

А що вам вже відомо про цю фізичну величину?

Про які види енергії ви вже чули, а про які знаєте?

Чи існує закон збереження енергії?

За якою ознакою можна сказати,  що тіло має енергію?

   Розглянемо падіння тіла з деякої висоти і проаналізуємо, які  перетворення енергії при цьому відбуваються.

Ми вже знаємо, що існують два види механічної енергії: кіне­тична й потенціальна. Кінетичною енергією тіла володіють рухомі тіла mυ²/2, потенціальною — внаслідок своєї взаємодії з іншими тілами mgh. Кінетична й потенціальна енергія можуть пере­творюватися одна в одну.

 Одиницею енергії є Джоуль  - [Дж]

 Отже, ми можемо відповісти на поставлені питання.

 При падінні кульки її потенціальна енергія зменшується, а кінетична збільшується (повна ж механічна енергія кульки зберігається). Після того як кулька вдариться об пластину, вона зупиниться. Кіне­тична й потенціальна енергія кульки відносно пластини дорівнюва­тимуть нулю.

Чи означає це, що механічна енергія, якою володіла куля, без­вісти зникла? Очевидно, ні.

Механічна енергія перетворилася в іншу форму енергії. Що ж являє собою ця інша форма енергії?

У результаті удару об пластину пластилінова кулька нагрілася й деформувалася. При цьому швидкість теплового хаотичного руху молекул кульки (а отже, і їхня кінетична енергія) збільши­лася.

Таким чином, механічна енергія кульки не «зникла», а пере­йшла в так звану внутрішню енергію.

Очевидно, ця «внутрішня» енергія пов'язана з рухом і взаємо­дією частинок, з яких складається тіло.

Суму кінетичної енергії хаотичного руху й потенціальної енер­гії взаємодії частинок (атомів і молекул), з яких складається тіло, називають внутрішньою енергією.

2. За якими ознаками можна дізнатися, що внутрішня енергія змінилася?

При підвищенні температури тіла швидкість теплового руху молекул, а значить, і їхня кінетична енергія збільшується. Отже, при підвищенні температури тіла його внутрішня енергія збільшу­ється, а при зниженні — зменшується.

Таким чином,   перша ознака: зміна температури тіла

Коли вода перетворюється на пару, потенціальна енергія взаємо­дії молекул збільшується: адже для того, щоб «розтягти» однe від одної молекули води, що притягаються, необхідно виконати роботу.

Тому   друга ознака: зміна агрегатного стану

При згорянні вугілля атоми Карбону, що входять до складу ву­гілля, з'єднуються з атомами Оксигену, що входять до складу пові­тря. При цьому потенціальна енергія взаємодії молекул переходить у кінетичну енергію хаотичного руху молекул, тобто підвищується температура й внутрішня енергія.

Отже,  третя ознака: зміна хімічного складу