Pentru a răspunde la întrebare, ce este internenergie, să ne amintim de exemplul dat de profesorul școlii, explicând semnificația energiilor cinetice și potențiale. În termeni simpli, prima dintre ele este energia de deplasare pe care o posedă orice corp în mișcare, iar a doua este capacitatea nerealizată de a efectua orice muncă. Mai mult, ambele energii sunt capabile să „curgă” una în alta.
Să folosim un exemplu.Există o bilă de metal greu pe suprafața de plastic (foaie de plumb). Să o luăm și să o ridicăm la înălțimea unei mâini întinse. Pe măsură ce se deplasa la punctul de sus, energia sa cinetică a scăzut, iar potențialul a crescut, atingând maximul său în momentul opririi. Dar acum eliberăm mingea și se repede în jos sub influența gravitației. Ce se întâmplă în acest moment? Este foarte simplu: energia potențială (acumulată) este convertită în mișcare accelerată. Acest lucru se întâmplă până când mingea cade la suprafață și se oprește (motiv pentru care în exemplu am luat o bază din plastic). La prima vedere, poate părea că energia mingii a dispărut, dar nu este așa, deoarece energia internă a crescut. Dacă examinați cu atenție locul căderii, veți vedea o scobitură în metal, iar bila s-a deformat (mai ales dacă este și plumb). În plus, căldura a fost generată la punctul de contact.
Ce se întâmplă la nivel molecular înstructura metalica? Moleculele care alcătuiesc materialul sunt unite între ele prin forțe de atracție reciprocă și respingere. Deformarea provoacă deplasarea unora dintre ele, ca urmare a căreia se modifică energia internă totală. Aceste particule sunt invizibile pentru ochi, dar au și energii cinetice și potențiale. Deplasările din structura internă din cauza căderii conferă energie suplimentară moleculelor. Energia internă se datorează interacțiunii particulelor, de aceea există întotdeauna. Aceasta este una dintre caracteristicile materiei. Energia internă este suma energiei potențiale și cinetice inerente tuturor moleculelor și atomilor unui corp dat.
Există o formulă de calcul. Un punct important - această metodă este potrivită doar pentru calcularea gazului ideal. Are energie potențială
F = (I / 2) * (m / M) * T * R,
unde I este coeficientul de grade de libertate.Aici, se ia în considerare doar numărul de molecule m și temperatura mediului ambiant T. În medii gazoase reale, este suplimentar necesar să se asigure volumul ocupat, presiunea și structura moleculelor în sine.
Vorbind despre transformarea reciprocă a tipurilor de energieeste imposibil să nu subliniem Yu. R. Mayer. În calitate de medic al unei nave, el a atras atenția asupra diferenței de intensitate a culorilor sângelui în rândul marinarilor și al locuitorilor din țările reci. Ulterior, el a subliniat una dintre principalele proprietăți ale energiei - constanța acesteia. Nu dispare nicăieri, ci se transformă doar în alte tipuri, în timp ce valoarea totală rămâne neschimbată.
Energia internă a apei este, de asemenea, supusă generalitățiilegile. De exemplu, marinarii sunt foarte conștienți de faptul că după ce a trecut o furtună, temperatura apei în afara navei este întotdeauna mai mare decât înainte. Acest lucru s-a întâmplat datorită faptului că frontul atmosferic și-a transferat o parte din energie în masa de apă, încălzind-o. Un alt exemplu pe care fiecare persoană îl întâlnește zilnic este fierberea. Este suficient să puneți un recipient cu apă pe aragaz și să porniți gazul, deoarece energia internă a lichidului începe să crească. Moleculele primesc un impuls suplimentar, viteza lor de mișcare crește. În consecință, și numărul coliziunilor reciproce devine mai mare. Dar dacă eliminați sursa de temperatură externă, atunci apa nu se va răci imediat. Acest lucru se datorează energiei interne acumulate în mișcarea particulelor. Apropo, procesul de răcire este, de asemenea, o manifestare a legii conservării: aerul din jur se încălzește și se extinde, lucrând.
