Pour répondre à la question, qu'est-ce qui est internel'énergie, rappelons-nous l'exemple donné par l'instituteur, expliquant la signification des énergies cinétiques et potentielles. En termes simples, le premier d'entre eux est l'énergie de déplacement que possède tout corps en mouvement, et le second est la capacité non réalisée d'effectuer n'importe quel travail. De plus, ces deux énergies sont capables de «couler» l'une dans l'autre.
Prenons un exemple. Il y a une boule de métal lourd sur la surface en plastique (feuille de plomb). Prenons-le et élevons-le à la hauteur d'une main tendue. Alors qu'il se déplaçait vers le point supérieur, son énergie cinétique diminuait et le potentiel augmentait, atteignant son maximum au moment de l'arrêt. Mais maintenant, nous lâchons la balle, et elle se précipite sous l'influence de la gravité. Que se passe-t-il à ce moment? C'est très simple: l'énergie potentielle (accumulée) est convertie en mouvement accéléré. Cela se produit jusqu'à ce que la balle tombe à la surface et s'arrête (c'est pourquoi dans l'exemple nous avons pris une base en plastique). À première vue, il peut sembler que l'énergie de la balle a disparu, mais ce n'est pas le cas, puisque l'énergie interne a augmenté. Si vous examinez attentivement le lieu de la chute, vous verrez une entaille dans le métal et la balle s'est déformée (surtout si elle est également en plomb). De plus, de la chaleur était générée au point de contact.
Que se passe-t-il au niveau moléculaire dansstructure métallique? Les molécules qui composent le matériau sont unies les unes aux autres par des forces d'attraction et de répulsion mutuelles. La déformation provoque le déplacement de certains d'entre eux, entraînant une modification de l'énergie interne totale. Ces particules sont invisibles à l'œil, mais elles ont aussi des énergies cinétiques et potentielles. Les déplacements dans la structure interne dus à une chute confèrent une énergie supplémentaire aux molécules. L'énergie interne est due à l'interaction des particules, elle existe donc toujours. C'est l'une des caractéristiques de la matière. L'énergie interne est la somme de l'énergie potentielle et cinétique inhérente à toutes les molécules et atomes d'un corps donné.
Il existe une formule de calcul. Un point important - cette méthode ne convient que pour le calcul du gaz idéal. Il a de l'énergie potentielle
F = (I / 2) * (m / M) * T * R,
où I est le coefficient des degrés de liberté. Ici, seuls sont pris en compte le nombre de molécules m et la température ambiante T. Dans les milieux gazeux réels, il est en outre nécessaire de prévoir le volume occupé, la pression et la structure des molécules elles-mêmes.
Parler de la transformation mutuelle des types d'énergieon ne peut que signaler Yu. R. Mayer. En tant que médecin de bord, il a attiré l'attention sur la différence d'intensité de la couleur du sang chez les marins et les résidents des pays froids. Par la suite, c'est lui qui a souligné l'une des principales propriétés de l'énergie - sa constance. Il ne disparaît nulle part, mais se transforme uniquement en d'autres types, tandis que la valeur totale reste inchangée.
L'énergie interne de l'eau est également soumise à deslois. Par exemple, les marins savent bien qu'après une tempête, la température de l'eau à l'extérieur du navire est toujours plus élevée qu'avant. Cela est dû au fait que le front atmosphérique a transféré une partie de son énergie à la masse d'eau, la chauffant. Un autre exemple que chaque personne rencontre quotidiennement est l'ébullition. Il suffit de mettre un récipient d'eau sur la cuisinière et d'allumer le gaz, car l'énergie interne du liquide commence à augmenter. Les molécules reçoivent une impulsion supplémentaire, leur vitesse de déplacement augmente. En conséquence, le nombre de collisions mutuelles devient également plus important. Mais si vous supprimez la source de température externe, l'eau ne refroidira pas immédiatement. Cela est dû à l'énergie interne accumulée dans le mouvement des particules. À propos, le processus de refroidissement est également une manifestation de la loi de conservation: l'air ambiant se réchauffe et se dilate, faisant du travail.
