Внутренняя энергия тела не является какой-то постоянной величиной. У одного и того же тела она может изменяться. При повышении температуры внутренняя энергия тела увеличивается, так как увеличивается средняя скорость движения молекул. Cледовательно, возрастает кинетическая энергия молекул этого тела. С понижением температуры, наоборот, внутренняя энергия тела уменьшается. Таким образом, внутренняя энергия тела меняется при изменении скорости движения молекул. Попытаемся выяснить, каким можно увеличить или уменьшить скорость движения молекул.
Для этого проделаем следующий опыт. Укрепим тонкостенную латунную трубку на подставке (рис. 4). Нальем в трубку немного эфира и закроем пробкой. Затем трубку обовьем веревкой и начнем быстро двигать ее то в одну сторону, то в другую. Через некоторое время эфир закипит, и пар вытолкнет пробку. Опыт показывает, что внутренняя энергия эфира увеличилась: ведь он нагрелся и даже закипел.Увеличение внутренней энергии произошло в результате совершения работы при натирании трубки веревкой.Нагревание тел происходит также при ударах, разгибании и сгибании, т. е. при деформации. Внутренняя энергия тела во всех приведенных примерах увеличивается. Следовательно, внутреннюю энергию тела можно увеличить, совершая над телом работу.Если же работу совершает само тело, то его внутренняя энергия уменьшается. Проделаем следующий опыт. В толстостенный стеклянный сосуд, закрытый пробкой, накачаем воздух через специальное отверстие в ней (рис. 5). Через некоторое время пробка выскочит из сосуда. В момент, когда пробка выскакивает из сосуда, образуется туман. Его появление означает, что воздух в сосуде стал холоднее. Находящийся в сосуде сжатый воздух, выталкивая пробку, совершает работу. Эту работу он совершает за счет своей внутренней энергии, которая при этом уменьшается. Судить об уменьшении внутренней энергии можно по охлаждению воздуха в сосуде.Итак, внутреннюю энергию тела можно изменить путем совершения работы.
Внутреннюю энергию тела можно изменить и другим , без совершения работы. Например, вода в чайнике, поставленном на плиту, закипает. Воздух и различные предметы в комнате нагреваются от радиатора центрального отопления. Внутренняя энергия в этих случаях увеличивается, так как повышается температура тел. Но при этом работа не совершается. Значит, изменение внутренней энергии может происходить не только в результате совершения работы.
Внутреннюю энергию тел можно изменить путем теплопередачи. Процесс изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или самим телом называется теплопередачей. Теплопередача всегда происходит в определенном направлении: от тел с более высокой температурой к телам с более низкой. Когда температуры тел выравняются, теплопередача прекращается.
Внутреннюю энергию тела можно изменить двумя : совершая механическую работу или теплопередачей. Теплопередача в свою очередь может осуществляться тремя : 1) теплопроводностью; 2) конвекцией; 3) излучением.
на рисунке представлен график зависимости модуля скорости от времени t. определите по графику путь, пройденный автомобилем в интервале времени от 10 до 30 с. ответ: м. решение путь, пройденный автомобилем в интервале времени от 10 до 30 с проще всего определить как площадь прямоугольника, сторонами которого являются, интервал времени (30 – 10) = 20 c и скорость v = 10 м/с, т.е. s = 20 · 10 м/с = 200 м. ответ: 200 м. 2 на графике зависимость модуля силы трения скольжения от модуля силы нормального давления. каков коэффициент трения? ответ: решение вспомним связь между двумя величинами модулем силы трения и модулем силы нормального давления: fтр= μn (1) , где μ – коэффициент трения. выразим из формулы (1) μ = fтр (2) n на графике найдем точку, для которой можно точно определить координаты. это в нашем случае может быть fтр = 1,0 н, n = 8 н, тогда μ = 1,0 h = 0,125 8 h ответ: 0,125. 3 тело движется вдоль оси ох под действием силы f = 2 н, направленной вдоль этой оси. на рисунке график зависимости модуля скорости тела от времени. какую мощность развивает эта сила в момент времени t = 3 c? решение для определения мощности силы по графику определим чему равен модуль скорости в момент времени 3 с. скорость равна 8 м/с. используем формулу для расчета мощности в данный момент времени: n = f · v (1), подставим числовые значения. n = 2 н · 8 м/с = 16 вт. ответ: 16 вт. 4 деревянный шарик (ρш = 600 кг/м3) плавает в растительном масле (ρм = 900 кг/м3). как изменится выталкивающая сила, действующая на шар и объем части шара, погруженной в жидкость если масло заменить на воду (ρв = 1000 кг/м3) для каждой величины определите соответствующий характер изменения: увеличилась; уменьшилась; не изменилась. запишите в таблицу выбранные цифры для каждой величины. цифры в ответе могут повторяться. выталкивающая сила, действующая на шарик объем части шарика, погруженной в жидкость решение так как плотность материала шарика (ρш = 600 кг/м3) меньше плотности маслa (ρм = 900 кг/м3) и меньше плотности воды (ρв = 1000 кг/м3), то шар плавает и в масле и в воде. условие плавания тела в жидкости заключается в том, что выталкивающая сила fa уравновешивает силу тяжести, то есть fа = fт. так как сила тяжести шарика при замене масла на воду не изменилась, то не изменилась и выталкивающая сила.
источник: