Внутренняя энергия

Напомним, что энергия характеризует способность тела или системы взаимодействующих тел совершить работу. В 7-м классе вы рассматривали механическую энергию тел. Она является суммой кинетической и потенциальной энергии: кинетическая энергия обусловлена движением тел, а потенциальная — их взаимодействием.

Частицы, из которых состоят тела, движутся и взаимодействуют друг с другом. Поэтому они обладают и кинетической, и потенциальной энергией.

Сумму кинетической энергии хаотического движения частиц тела и потенциальной энергии их взаимодействия называют внутренней энергией тела.

Насколько велика внутренняя энергия?

Приведём несколько примеров.

Суммарная кинетическая энергия теплового движения молекул в трёхлитровой банке воды при комнатной температуре численно равна работе, которую нужно совершить, чтобы поднять легковой автомобиль на 25-й этаж (рис. 1.1, а).

Сравнение внутренней энергии с механической энергией

Рис. 1.1. Сравнение внутренней энергии с механической энергией

Чтобы трёхлитровый чайник полностью выкипел, надо сообщить воде энергию, которой хватило бы, чтобы поднять гружёный самосвал на тот же 25-й этаж (рис. 1.1, б).

Ещё бо́льшие изменения внутренней энергии могут происходить при химических реакциях, когда одни вещества превращаются в другие. Например, при сгорании 3 л бензина выделяется энергия¹, которой хватило бы для подъёма двух гружёных товарных вагонов на 25-й этаж (рис. 1.1, в).

¹ Под выделением энергии при сгорании топлива понимают частичное превращение потенциальной энергии взаихмодействия атомов в молекулах в кинетическую энергию хаотического (теплового) движения молекул.