? Вопросы 1. Пользуясь рисунком 4, расскажите, как изменяется внутренняя энергия тела, когда над ним совершают работу. 2. Опишите опыт, показывающий, что за счет внутренней энергии тело может совершить работу. 3. Приведите приме- ры изменения внутренней энергии тела способом теплопере- дачи. 4. Объясните на основе молекулярного строения веще ства нагревание спицы, опущенной в горячую воду. 5. Что такое теплопередача? 6. Какими двумя способами можно из- менить внутреннюю энергию тела?​

1. Изменение внутренней энергии тела при совершении работы

Когда над телом совершается работа, это приводит к изменению его внутренней энергии. В соответствии с первым законом термодинамики, внутреннюю энергию тела можно увеличить, если работа совершается над телом. Например, если сжимаем газ в поршне, работа, совершаемая над газом, приводит к увеличению его внутренней энергии. В этом процессе температура газа повышается, что связано с увеличением энергии молекул газа. Таким образом, работа, совершенная над телом, может преобразовываться в внутреннюю энергию, что сказывается на его температуре и физическом состоянии.

2. Опыт, показывающий работу, совершаемую за счет внутренней энергии

Чтобы продемонстрировать, что тело может совершить работу за счет своей внутренней энергии, можно провести простой опыт с воздухом в закрытом контейнере. Например, если нагреть воздух в контейнере, его внутреннее давление возрастает. Когда давление становится достаточно высоким, оно может выталкивать поршень, совершая работу. Этот опыт показывает, что внутренняя энергия воздуха (в данном случае за счет его температуры) может быть преобразована в механическую работу.

3. Примеры изменения внутренней энергии путем теплопередачи

Изменение внутренней энергии тела может происходить также через теплопередачу. Примеры включают:

• Нагревание воды в кастрюле на плите. Когда кастрюля нагревается, внутренние молекулы воды получают энергию, что приводит к повышению температуры воды и, соответственно, изменению ее внутренней энергии.
• Замораживание воды в морозильнике. В этом случае тепло уходит от воды, что снижает ее внутреннюю энергию и приводит к превращению в лед.

4. Нагревание спицы в горячей воде на основе молекулярного строения вещества

Когда спица опускается в горячую воду, молекулы воды имеют высокую кинетическую энергию и движутся быстро. При контакте с холодной спицей молекулы воды передают часть своей энергии молекулам спицы, которые изначально имеют меньшую кинетическую энергию. Это приводит к увеличению внутренней энергии спицы, ее молекулы начинают двигаться быстрее, что в конечном итоге вызывает нагревание спицы. Таким образом, молекулярное взаимодействие между горячей водой и спицей иллюстрирует передачу энергии и изменение внутренней энергии на молекулярном уровне.

5. Теплопередача

Теплопередача — это процесс передачи тепла от одного тела к другому или от одной части тела к другой. Она происходит в трех основных формах:

• Кондукция (теплопередача через контакт между телами);
• Конвекция (теплопередача через движение жидкости или газа);
• Излучение (теплопередача через электромагнитные волны).

Эти процессы позволяют энергии перемещаться, приводя к изменениям температур и внутренних энергий тел.

6. Способы изменения внутренней энергии тела

Внутреннюю энергию тела можно изменить двумя основными способами:

1. Совершение работы над телом — как было описано ранее, это может происходить, например, при сжатии газа или при деформации тела.
2. Теплопередача — передача тепла от более горячего тела к более холодному или, наоборот, может приводить к изменению температуры и, соответственно, внутренней энергии тела.

Эти два механизма являются ключевыми для понимания термодинамических процессов и взаимодействий между различными телами в природе.