1. Что называют внутренней энергией тела?
Внутренняя энергия тела — это сумма кинетической энергии всех его молекул (их движение, вибрация) и потенциальной энергии взаимодействия между этими молекулами.
2. Рассмотрите превращения энергии, которые происходят при подъёме шара и при его падении.
При подъёме шара его потенциальная энергия увеличивается. При падении она превращается в кинетическую энергию. В конечной точке падения кинетическая энергия может передаваться в виде внутренней энергии тела.
3. Что свидетельствует об изменении состояний свинцового шара и свинцовой плиты (см. рис. 9) в результате их соударения?
После соударения свинцового шара с плитой изменяется их форма и температура. Это свидетельствует о том, что часть механической энергии перешла во внутреннюю энергию (увеличение температуры и деформация).
4. Приведите примеры перехода механической энергии тела в его внутреннюю энергию.
Трение тормозных колодок о диск автомобиля, которое нагревает диск. Удар молотка по металлическому предмету вызывает нагревание металла.
5. От чего зависит внутренняя энергия тела?
Температуры тела (скорость движения частиц). Состояния вещества (например, жидкость, газ). Количества вещества.
6. Объясните, почему при переходе вещества из жидкого состояния в газообразное внутренняя энергия тела увеличивается, даже если его температура не меняется.
При переходе из жидкого состояния в газ внутренняя энергия увеличивается, так как требуется энергия для разрыва межмолекулярных связей, даже если температура остаётся неизменной.
1. Подумайте, существует ли связь между внутренней энергией и температурой тела.
Внутренняя энергия и температура связаны напрямую: повышение температуры увеличивает кинетическую энергию молекул, что приводит к увеличению внутренней энергии тела.
2. Докажите, пользуясь основными положениями МКТ, что все тела обладают внутренней энергией.
Согласно МКТ, все тела состоят из частиц, которые движутся, взаимодействуют друг с другом и обладают кинетической и потенциальной энергией. Поэтому любое тело имеет внутреннюю энергию.
3. Что происходит с внутренней энергией при переходе вещества из газообразного состояния в жидкое и затем в твёрдое?
При переходе из газа в жидкость и затем в твёрдое состояние внутренняя энергия уменьшается, так как молекулы теряют энергию при сближении и образовании связей.
УПРАЖНЕНИЕ 3
1. Сравните внутренние и механические энергии планёра, стоящего на вершине горы и находящегося в полёте, если его температуру на горе и в воздухе считать: а) одинаковой; б) различной.
У планера на вершине горы больше потенциальной энергии из-за его высоты. В полёте эта энергия превращается в кинетическую. Если температура одинаковая, внутренняя энергия не изменится. Если температура различается, то внутренняя энергия также будет разной.
2. В одном стакане находится холодная вода, в другом — горячая той же массы. Одинакова ли внутренняя энергия воды в этих стаканах?
Вода в горячем стакане имеет больше внутренней энергии, так как температура выше и молекулы движутся быстрее, чем в холодной воде.