כדי לענות על השאלה, מה פנימיאנרגיה, בואו נזכור את הדוגמה שניתנה על ידי המורה בבית הספר, והסברנו את המשמעות של אנרגיות קינטיות ופוטנציאליות. במילים פשוטות, הראשונה שבהן היא אנרגיית התנועה, שיש לכל גוף נע, והשנייה היא היכולת הלא ממומשת לבצע כל עבודה. יתר על כן, שתי האנרגיות הללו מסוגלות "לזרום" זו לזו.
בואו נשתמש בדוגמא. יש כדור מתכת כבד על משטח הפלסטיק (יריעת עופרת). בוא ניקח אותו ונרים אותו לגובה של יד מושטת. כשהוא עבר לנקודה העליונה, האנרגיה הקינטית שלו פחתה, והפוטנציאל גדל והגיע למקסימום ברגע העצירה. אבל עכשיו אנחנו משחררים את הכדור והוא ממהר כלפי מטה בהשפעת כוח הכבידה. מה קורה ברגע זה? זה פשוט מאוד: אנרגיה פוטנציאלית (מצטברת) מומרת לתנועה מואצת. זה קורה עד שהכדור נופל אל פני השטח ונעצר (ולכן בדוגמה לקחנו בסיס פלסטיק). במבט ראשון, נראה כי האנרגיה של הכדור נעלמה, אך זה לא כך, מאחר שהאנרגיה הפנימית גדלה. אם אתה בוחן היטב את מקום הנפילה, אתה יכול לראות שקע במתכת, והכדור מעוות (במיוחד אם הוא גם עופרת). בנוסף נוצר חום בנקודת המגע.
מה קורה ברמה המולקולרית במבנה מתכת? המולקולות המרכיבות את החומר מאוחדות זו בזו בכוחות משיכה ודחייה הדדיים. עיוות גורם לתזוזה של חלק מהם, וכתוצאה מכך משתנה האנרגיה הפנימית הכוללת. חלקיקים אלה נראים לעין, אך יש להם גם אנרגיות קינטיות ופוטנציאליות. תזוזות במבנה הפנימי עקב נפילה מעניקות אנרגיה נוספת למולקולות. אנרגיה פנימית נובעת מאינטראקציה של חלקיקים, ולכן היא קיימת תמיד. זה אחד המאפיינים של החומר. אנרגיה פנימית היא סכום האנרגיה הפוטנציאלית והקינטית הטבועים בכל המולקולות והאטומים של גוף נתון.
יש נוסחת חישוב. נקודה חשובה - שיטה זו מתאימה רק לחישוב הגז האידיאלי. יש בו אנרגיה פוטנציאלית
F = (I / 2) * (m / M) * T * R,
איפה שאני מקדם דרגות החופש. כאן לוקחים בחשבון רק את מספר המולקולות מ 'ואת טמפרטורת הסביבה T. בתקשורת גזית אמיתית יש צורך גם לספק נפח תפוס, לחץ ומבנה של המולקולות עצמן.
מדברים על טרנספורמציה הדדית של סוגי אנרגיהאי אפשר שלא להצביע על יו 'ר' מאייר. כרופא אוניה, הוא הפנה את תשומת הלב להבדל בעוצמת צבע הדם בקרב מלחים ותושבי ארצות קרות. בהמשך, הוא הוא שהצביע על אחד המאפיינים העיקריים של האנרגיה - קביעותה. הוא לא נעלם בשום מקום, אלא רק הופך לסוגים אחרים, בעוד הערך הכולל נותר ללא שינוי.
האנרגיה הפנימית של מים כפופה גם לכלליתחוקים. לדוגמא, המלחים מודעים היטב לכך שלאחר סערה, טמפרטורת המים מחוץ לספינה תמיד גבוהה יותר מאשר לפניה. זה קרה בגלל העובדה שהחזית האטמוספרית העבירה חלק מהאנרגיה שלה למסת המים וחיממה אותה. דוגמה נוספת שכל אדם נתקל בה ביום יום היא רותחת. זה מספיק לשים מיכל מים על הכיריים ולהפעיל את הגז, מכיוון שהאנרגיה הפנימית של הנוזל מתחילה לגדול. מולקולות מקבלות דחף נוסף, מהירות התנועה שלהן עולה. בהתאם, גם מספר ההתנגשויות ההדדיות הולך וגדל. אבל אם תסיר את מקור הטמפרטורה החיצונית, אז המים לא יתקררו מיד. זאת בשל האנרגיה הפנימית המצטברת בתנועת החלקיקים. אגב, תהליך הקירור הוא גם ביטוי לחוק השימור: האוויר שמסביב מתחמם ומתרחב ועושה עבודה.
