Odpověď na otázku, co je vnitřníenergie, připomeňme si příklad, který dal učitel školy, vysvětlující význam kinetických a potenciálních energií. Zjednodušeně řečeno, první z nich je energie pohybu, kterou má jakékoli pohybující se tělo, a druhá je nerealizovaná schopnost vykonávat jakoukoli práci. Navíc obě tyto energie jsou schopny „proudit“ jednu do druhé.
Pojďme použít příklad.Na plastovém povrchu (olověný plech) je koule z těžkého kovu. Vezměte ji a zvedněte ji do výšky natažené paže. Když se pohyboval k hornímu bodu, jeho kinetická energie klesala a potenciál se zvyšoval a dosáhl svého maxima v době zastavení. Ale tady pustíme kouli, která se vrhá pod vlivem gravitace. Co se v této chvíli děje? Velmi jednoduché: potenciální (nahromaděná) energie se přeměňuje na zrychlený pohyb. To se děje, dokud míč nespadne na povrch a nezastaví se (proto jsme v příkladu vzali plastovou základnu). Na první pohled se může zdát, že energie koule zmizela, ale není tomu tak, protože vnitřní energie vzrostla. Pokud pečlivě prozkoumáte místo nárazu, je v kovu viditelný zub a koule je zdeformovaná (zejména pokud je také olovo). Kromě toho bylo v místě kontaktu uvolněno teplo.
Co se děje na molekulární úrovni vkovová struktura? Molekuly, které tvoří materiál, jsou navzájem kombinovány silami vzájemné přitažlivosti a odporu. Deformace způsobuje přemístění některých z nich, v důsledku čehož se mění celková vnitřní energie. Tyto částice jsou pro oko neviditelné, ale mají také kinetickou a potenciální energii. Posun ve vnitřní struktuře v důsledku pádu poskytuje molekulám další energii. Vnitřní energie je díky interakci částic, proto vždy existuje. To je jedna z vlastností hmoty. Vnitřní energie je součet potenciálu a kinetických vlastností všech molekul a atomů daného těla.
Existuje výpočetní vzorec. Důležitý bod - tato metoda je vhodná pouze pro výpočet ideálního plynu. Potenciální energie v něm
F = (I / 2) * (m / M) * T * R,
kde I je koeficient stupňů volnosti.Zde se bere v úvahu pouze počet molekul ma teplota okolí T. V reálných plynných médiích je navíc nutné zajistit obsazený objem, tlak a strukturu samotných molekul.
Když už mluvíme o vzájemné transformaci druhů energieje nemožné neukazovat Yu R. R. Mayera. Jako lodní lékař upozornil na rozdíl v intenzitě barvy krve mezi námořníky a obyvateli studených zemí. Následně to byl on, kdo poukázal na jednu z hlavních vlastností energie - její stálost. Nikde nezmizí, ale přeměňuje se pouze na jiné druhy, zatímco celková hodnota zůstává nezměněna.
Vnitřní energie vody se také řídí obecnýmzákony. Například námořníci dobře vědí, že po bouři je teplota vody přes palubu vždy vyšší než dříve. Stalo se tak díky skutečnosti, že přední část atmosféry informovala část své energie o množství vody a ohřála ji. Dalším příkladem, s nímž se každý člověk denně setkává, je var. Stačí, když na sporák vložíte nádobu s vodou a zapnete plyn, protože vnitřní energie kapaliny se začíná zvyšovat. Molekuly obdrží další impuls, jejich rychlost se zvýší. V důsledku toho se také zvyšuje počet vzájemných kolizí. Pokud ale odstraníte zdroj vnější teploty, voda se okamžitě neochladí. Je to způsobeno akumulovanou vnitřní energií v pohybu částic. Mimochodem, chladicí proces je také projevem zákona o ochraně přírody: okolní vzduch se zahřívá a rozšiřuje a dělá svou práci.
