Чтобы ответить на вопрос, что такое внутренняя الطاقة ، دعونا نتذكر المثال الذي قدمه مدرس المدرسة ، وشرح معنى الطاقات الحركية والطاقات المحتملة. بعبارات بسيطة ، أولها هو طاقة الحركة التي يمتلكها أي جسم متحرك ، والثاني هو القدرة غير المحققة للقيام بأي عمل. وعلاوة على ذلك ، فإن كلا الطاقات قادرة على "التدفق" إلى بعضها البعض.
دعونا نستخدم مثالا.على السطح البلاستيكي (ورقة الرصاص) هي كرة معدنية ثقيلة. خذها ورفعها إلى ذروة اليد الممدودة. ومع انتقاله إلى أعلى نقطة ، انخفضت طاقة حركته ، وازدادت الإمكانيات ، لتصل إلى الحد الأقصى في لحظة التوقف. لكن الآن نترك الكرة ، وتندفع تحت تأثير الجاذبية. ماذا يحدث في هذه اللحظة؟ بسيطة للغاية: يتم تحويل الطاقة (المتراكمة) المحتملة إلى حركة متسارعة. يحدث هذا حتى تسقط الكرة على السطح وتتوقف (لهذا السبب ، في المثال ، أخذنا القاعدة البلاستيكية). قد يبدو للوهلة الأولى أن طاقة الكرة قد اختفت ، لكن هذا ليس كذلك ، حيث زادت الطاقة الداخلية. إذا قمت بفحص مكان السقوط بعناية ، فعندئذ يكون هناك تأثير واضح في المعدن ، والكرة مشوهة (خاصة إذا كانت تؤدي أيضًا). بالإضافة إلى ذلك ، تم إطلاق الحرارة عند نقطة الاتصال.
Что при этом происходит на молекулярном уровне в هيكل معدني؟ يتم الجمع بين الجزيئات التي تشكل المادة مع بعضها البعض من قبل قوى الجذب المتبادل والتنافر. يتسبب التشوه في تشريد البعض منها ، مما يؤدي إلى تغير إجمالي الطاقة الداخلية. هذه الجسيمات غير مرئية للعين ، ولكن أيضا لديها طاقات حركية ومحتملة. التحيز في البنية الداخلية بسبب سقوط يضخ طاقة إضافية للجزيئات. تعزى الطاقة الداخلية إلى تفاعل الجسيمات ، لذلك هناك دائمًا. هذه هي واحدة من خصائص المادة. الطاقة الداخلية هي مجموع القدرة والحركية ، المتأصلة في جميع الجزيئات والذرات في جسم معين.
هناك صيغة حسابية. النقطة المهمة هي أن هذه الطريقة مناسبة فقط لحساب الغاز المثالي. لديها الطاقة الكامنة
F = (I / 2) * (m / M) * T * R ،
حيث أنا معامل درجات الحرية.هنا ، يتم فقط أخذ عدد الجزيئات m ودرجة الحرارة المحيطة T في الاعتبار ، وفي وسائط الغاز الحقيقي ، من الضروري بالإضافة إلى ذلك توفير الحجم المشغول والضغط وهيكل الجزيئات نفسها.
التحدث عن التحول المتبادل لأنواع الطاقةمن المستحيل عدم تحديد Yu. R. Mayer. كطبيب سفينة ، لفت الانتباه إلى الاختلاف في كثافة تلوين الدم في البحارة والمقيمين في البلدان الباردة. في وقت لاحق ، كان هو الذي أشار إلى واحدة من الخصائص الرئيسية للطاقة - ثباتها. لا تختفي في أي مكان ، بل تتحول فقط إلى أنواع أخرى ، في حين أن القيمة الإجمالية تبقى دون تغيير.
الطاقة الداخلية للمياه تخضع أيضا للجنرالالقوانين. على سبيل المثال ، يدرك البحّارة جيداً أنه بعد العاصفة الماضية ، كانت درجة حرارة الماء وراء السفينة دائماً أعلى من ذي قبل. وكان هذا يرجع إلى حقيقة أن جبهة الغلاف الجوي أبلغت عن جزء من طاقتها إلى كتلة الماء ، وتسخينها. مثال آخر أن كل شخص يواجه يوميا يغلي. يكفي وضع وعاء بالماء على الموقد وتشغيل الغاز ، حيث تبدأ الطاقة الداخلية للسائل في الزيادة. تتلقى الجزيئات زخما إضافيا ، تزداد سرعتها. وبناءً على ذلك ، يصبح عدد التصادمات التبادلية أكبر أيضًا. ولكن إذا قمت بإزالة مصدر درجة الحرارة الخارجية ، فلن يبرد الماء على الفور. هذا يرجع إلى الطاقة الداخلية المتراكمة في حركة الجسيمات. بالمناسبة ، فإن عملية التبريد هي أيضًا مظهر من مظاهر قانون الحفظ: يتم تسخين الهواء المحيط وتوسيعه ، والقيام بالعمل.
