Тепловые явления
Внутренняя энергия и способы её изменения

Внутренняя энергия и способы её изменения

Пёрышкин «Физика 8», §2–3
1

Что такое внутренняя энергия

Это энергия движения молекул плюс энергия их взаимодействия. От скорости тела как целого и от его высоты она не зависит.
Разграничение с механической энергией2

Летящий мяч имеет кинетическую энергию — она про движение мяча целиком. Внутренняя энергия — про хаотическое движение молекул внутри него.

Поэтому мяч, лежащий на столе, механической энергии не имеет, а внутренняя у него есть всегда.

2

Два способа изменить внутреннюю энергию

Совершить работу (потереть, ударить, сжать) или передать теплоту (поставить на огонь, опустить в воду).
Опыт с песком3

Насыпь песок в пробирку и потряси. Песок как был неподвижен, так и остался: механическая энергия не изменилась. А температура выросла — значит выросла внутренняя.

Работа превратилась во внутреннюю энергию напрямую, без всякого нагревателя.

Обратный пример — накачивание шины: воздух сжимают, работа над ним совершается, и насос заметно теплеет.

Не путай: теплопередача и совершение работы — два разных способа. В первом энергия переходит от тела к телу без движения тела как целого.
Разобранные примеры
Назовите два способа изменить внутреннюю энергию тела и приведите пример каждого.разбор
  1. Совершение работы: потереть ладони — они нагреваются.
  2. Теплопередача: положить ложку в горячий чай — она нагревается.
  3. Результат одинаковый, механизм разный.
Ответ: работа и теплопередача
Почему велосипедный насос нагревается при накачивании?разбор
  1. Над газом совершают работу, сжимая его.
  2. Внутренняя энергия газа растёт, значит растёт и температура.
  3. Часть тепла даёт и трение поршня о стенки.
Ответ: над газом совершают работу