Фізика «Внутрішня енергія. Два способи змінення внутрішньої енергії тіла». 12.02.2021

 

1. Внутрішня енергія і способи її зміни

Теорія:

Кожна частинка речовини:

• має кінетичну енергію (перебуває в стані безперервного хаотичного руху);
• має потенціальну енергію (частинки взаємодіють одна з одною (притягуються та відштовхуються)).

Внутрішня енергія тіла — це сума кінетичної енергії теплового руху частинок, із яких складається тіло, і потенціальної енергії їхньої взаємодії.

Зверни увагу!

Не слід плутати внутрішню енергію з повною механічною енергією.

Повна механічна енергія — це сума кінетичної та потенціальної енергій системи тіл.

Внутрішня енергія тіла змінюється:

• зі зміною температури тіла (при підвищенні температури тіла швидкість теплового руху частинок, а значить, і їхня кінетична енергія збільшується. При підвищенні температури тіла його внутрішня енергія збільшується, а при зниженні — зменшується);
• зі зміною агрегатного стану речовини (в процесі зміни агрегатного стану речовини змінюється взаємне розташування її частинок, тобто змінюється потенціальна енергія їхньої взаємодії).

Способи зміни внутрішньої енергії тіла

1. Теплопередача (теплообмін)

Теплопередача (теплообмін) — це процес зміни внутрішньої енергії тіла без виконання роботи.

Кількість теплоти — це фізична величина, що дорівнює енергії, яку тіло одержує або віддає в ході теплопередачі.

Кількість теплоти позначається літерою Q і вимірюється в Дж  (Джоуль).

[Q] = Дж

  

Зверни увагу!

Тепло може довільно передаватися тільки від тіла з більшою температурою до тіла з меншою температурою.

2. Виконання роботи.

Зверни увагу!

У разі відсутності теплообміну, коли над тілом виконується робота, внутрішня енергія тіла збільшується.

Якщо ж тіло саме виконує роботу, то його внутрішня енергія зменшується.

Існує три види теплопередачі (теплообміну): теплопровідність, конвекція та випромінювання.

Теплопровідність — це вид теплопередачі, який зумовлюється хаотичним рухом частинок речовини й не супроводжується перенесенням цієї речовини.

Конвекція — це вид теплопередачі, здійснюваний шляхом перенесення теплоти потоками рідини або газу.

Зверни увагу!

Конвекція не може відбуватись у твердих тілах, оскільки в них не можуть виникнути потоки речовини.
Конвекція буває природна та примусова.

Випромінювання — це вид теплопередачі, в ході якого енергія передається за допомогою електромагнітних хвиль.

Зверни увагу!

Тіла з темною поверхнею краще поглинають теплове випромінювання, ніж тіла зі світлою або полірованою поверхнею.

Тіла з темною поверхнею активніше випромінюють тепло, а отже, швидше охолоджуються.