Внутренняя энергия

Все тела обладают энергией, будь то камень, человек, дерево, стол и т.д. Будем говорить о внутренней энергии тел. Знание о том, что все тела обладают энергией, существенно облегчает физикам их работу. Например, зная законы, которым подчиняется энергия, зная, как может изменяться тела, физикам становится необязательным знать, как устроено это тело, какова его структура. Вот камень лежит – можно рассчитать, как он поведет себя в разных условиях и при этом совсем не важно, как этот камень устроен: слоями ли породы в нем располагаются, или распределены равномерно.

тела складывается из энергий всех частиц, входящих в его состав. И чем больше скорость движения этих частиц, тем выше внутренняя энергия всего тела.

Каждая частица обладает двумя видами энергий: потенциальной и кинетической.

Энергия частицы
Потенциальная (Еп) Кинетическая (Ек)
Это энергия взаимодействия. Зависит от массы частицы. Все частицы тела взаимодействуют друг с другом: например на рис.1 частица 1 взаимодействует с частицей 2, 3, 4, 5 и 6 и так же остальные. Только частицы 1 и 2 взаимодействуют сильнее, чем 1 и 6. Это энергия движения. Зависит от скорости частицы. Чем быстрее движется частица, тем большей кинетической энергией обладает.

 

Итак внутренняя энергия тела обозначается латинской буквой U.

U=(Еп1+ Ек1)+(Еп2+ Ек2)+ (Еп3+ Ек3)+…+(Еп6+ Ек6), где Еп1 и Ек1 потенциальная и кинетическая энергии первой частицы, Еп2 и Ек2 потенциальная и кинетическая энергии второй частицы, и так далее.

Напишем эту же формулу сокращенно. Есть такой знак ∑ (греческая буква сигма) – это математическое обозначение суммы. Цифры 1, 2, 3…6 теперь не будем писать, потому что заменим их буквой i, которая будет менять свои значения от 1 до 6. Тогда формула примет такой вид:

 

Ну а если у нас очень большое тело с неизвестным количеством частиц, то вместо цифры 6 напишем латинскую букву n. Тогда формула будет выглядеть так:

, где Епi – потенциальная энергия i-той частицы  и Екi – кинетическая энергия i-той частицы, а i меняется от 1 до n.

Как мы можем наблюдать изменение внутренней энергии

Мы уже поняли, что внутренняя энергия зависит от массы всех частиц, которые и складывают массу всего тела. А еще внутренняя энергия зависит от скорости движения частиц. А что такое скорость движения частиц? Согласно молекулярно-кинетической теории – это температура тела. Чем больше кинетическая энергия, тем выше температура тела. То есть внутренняя энергия тела зависит от его массы и температуры.

Значит, если тело нагреть, то его внутренняя энергия увеличится. Если тело увеличит свою массу, то и внутренняя энергии тоже возрастет.

Например, 2 литра воды обладают большей внутренней энергией, чем 1 литр воды, при условии, что у них одинаковая температура. А вот возьмем стакан холодной воды и стакан горячей. В каком стакане вода U будет больше? Думаю, что вы уже догадались, что в стакане с горячей водой, ведь температура там выше.

Внимание! Это надо понять сейчас, чтобы потом не путаться: само тело тоже обладает потенциальной и кинетической энергией, но на внутреннюю энергию тела это никак не влияет. Например, тело может находиться в покое или двигаться – в этом случае будет обладать кинетической энергией. Но скорость движения частиц тела (температура тела) никак не зависит от скорости движения самого тела. Еще пример: один и тот же камень на земле и в небе имеет разную потенциальную энергию, так как его взаимодействие с Землей изменилось – на высоте оно меньше, т.е. его Еп меньше. А вот взаимодействие частиц камня между собой не изменилось никак.

Вывод: внутренняя энергия тела зависит только от его массы и температуры.

 

«Как выстроить эффективную систему преподавания»

Подпишись прямо сейчас – введи свой e-mail

Ваш e-mail: *
Ваше имя: *

Нравится статья? Можно рассказать друзьям, нажав на кнопку:
Давайте дружить:

Related posts:

  1. Самостоятельная работа по физике 7 класс «Внутренняя энергия»
  2. Щетинин М. П. «Объять необъятное: записки педагога»
Рубрика: Внутренняя энергия / admin, 02 Май 2011
Метки: , ,

Отзывов (6) на «Внутренняя энергия»

  1. :

    Интересно)

  2. :

    Эту энергию бы и в правильное русло направить…

  3. :

    Может быть, с вашей помощью я хоть немного стану в физике разбираться )

  4. :

    очень познавательно, а вот если у человека температура поднялась энергия прибавилась?

  5. :

    Интересные выкладки

  6. :

    Сразу школа с формулами вспоминается)

Ваш отзыв