Unutarnja energija tvari

Za odgovor na pitanje, što je unutarnja energija, sjetimo primjer koji je vodio učitelj u školi, objašnjavajući značenje kinetičkih i potencijalnih energija. Jednostavno rečeno, prvi od njih - je energija gibanja koja ima bilo kakvo kretanje tijela, a drugi - nerealizirani sposobnost za obavljanje bilo kakvog posla. I obje ove energije mogu "protrljati" jednu u drugu.

Koristimo primjer. Na plastičnoj površini (olovni list) je teška metalna kugla. Mi ga uzmemo i podignemo do visine ispružene ruke. Dok se kretao na vrh, njegov kinetička energija smanjen, a potencijal je povećan, dostižući svoj maksimum u vrijeme zaustavljanja. Ali ovdje smo puštanje lopte, i to pod djelovanjem gravitacije trči dolje. Što se događa u ovom trenutku? Vrlo je jednostavno: potencijalna (akumulirana) energija pretvara se u ubrzano kretanje. To se događa dok se lopta ne pada na površinu i zaustavi (zbog toga smo u primjeru uzeo plastičnu podlogu). Na prvi pogled se može činiti da je energija loptu nestao, ali to nije tako, budući da je unutarnja energija je u porastu. Ako pažljivo ispitati mjesto nesreće, a tu je vidljiv trag u metal, a lopta je deformirano (pogotovo ako je on ujedno i olovo). Osim toga, toplina je puštena na mjestu kontakta.

Što se onda događa na molekularnoj razini u strukturi metala? Molekule koje tvore materijal su ujedinjene jedna s drugom sila međusobne privlačnosti i odbijanja. Deformacija uzrokuje pomak nekih od njih, kao posljedica koje se mijenja ukupna unutarnja energija. Te čestice su nevidljive očima, ali također posjeduju kinetičke i potencijalne energije. Raspršenja u unutarnjoj strukturi zbog jesenja daju dodatnu energiju molekulama. Unutarnja energija je zbog međudjelovanja čestica, pa uvijek postoji. Ovo je jedna od karakteristika materije. Unutarnja energija je zbroj potencijalnih i kinetičkih svojstava u svim molekulama i atomima određenog tijela.

Postoji formula za izračunavanje. Važna točka - ova metoda je prikladna samo za izračunavanje idealan plin. U njemu, potencijalna energija

F = (I / 2) * (m / M) * T * R,

gdje je I koeficijent stupnjeva slobode. To uzima u obzir samo broj molekula m i temperature okoline T. U stvarnim plina okruženja mora se dodati zauzimaju volumen, tlak, strukture samih molekula.

Govoreći o međusobnoj transformaciji vrste energije Nemoguće je spominjati Yu. R. Mayer. Biti brodski liječnik, privukao je pozornost na razliku u intenzitetu boje krvi mornara i stanovnika hladnih zemalja. Zatim je ukazao na jednu od glavnih svojstava energije - njezinu trajnost. Ne nestaje nigdje, već samo pretvara u druge vrste, a ukupna vrijednost ostaje nepromijenjena.

Unutarnja energija vode također je podložna općim zakonima. Na primjer, mornarima je poznato da je nakon oluje temperatura vode koja stoji iza broda uvijek veća nego prije. To je bilo zbog činjenice da atmosferskom prednjem izvijestio je dio svoje energije na masu vode, zagrijavajući ga. Još jedan primjer koji svakodnevno susreće svaki čovjek kipuće. Dovoljno je staviti spremnik vode na peć i uključiti plin, jer se unutarnja energija tekućine počinje povećavati. Molekule dobivaju dodatni impuls, brzina njihova kretanja se povećava. Prema tome, broj međusobnih sudara također postaje veći. Ali ako uklonite izvor vanjske temperature, voda se neće odmah ohladiti. To je zbog akumulacije unutarnje energije u pokretu. Usput, proces hlađenja također predstavlja očitovanje zakona o očuvanju okoliša: ambijentalni zrak zagrijava i širi, dovršavajući posao.