Можно ли за счёт внутренней энергии тела, равной 200 Дж, совершить механическую работу в 200 Дж

Нет, совершить механическую работу, равную 200 Дж, за счёт внутренней энергии тела, равной 200 Дж, не получится, и вот почему:

Причина: Затраты на преобразование энергии

Внутренняя энергия тела включает энергию хаотического движения частиц, из которых оно состоит. Чтобы преобразовать её в механическую работу, требуется особый механизм, который всегда сопряжён с потерями. Ни один процесс преобразования энергии не происходит с 100% эффективностью из-за второго начала термодинамики.

В любом преобразовании энергии часть энергии неизбежно теряется на тепло, трение, сопротивление и другие необратимые процессы. Например:

• Если вы используете внутреннюю энергию для нагрева газа, чтобы тот выполнял работу (например, в тепловой машине), то часть энергии неизбежно передаётся окружающей среде.
• В реальных механизмах коэффициент полезного действия (КПД) всегда меньше 1, что означает, что лишь часть внутренней энергии может быть преобразована в полезную работу.

Пример с тепловой машиной

Допустим, вы рассматриваете гипотетическую тепловую машину, которая должна преобразовать внутреннюю энергию тела в механическую работу. Согласно закону Карно, максимальная теоретическая эффективность такой машины ограничена разностью температур рабочего тела и окружающей среды:

Если температура окружающей среды близка к температуре тела, эффективность будет крайне низкой, и большая часть энергии уйдёт в тепло, а не в работу.

Вывод

Даже если внутренняя энергия тела равна 200 Дж, для выполнения работы в 200 Дж потребуется идеальный механизм с КПД 100%, что невозможно в реальных условиях из-за закона сохранения энергии и термодинамических ограничений. Поэтому можно сказать, что часть энергии всегда будет потеряна, и механическая работа в 200 Дж не может быть полностью обеспечена внутренней энергией такого же размера.