От чего и как зависит внутренняя энергия? (8кл)

Внутренняя энергия — это сумма кинетической энергии теплового движения всех микрочастиц тела (атомов, молекул) и потенциальной энергии их взаимодействия друг с другом. Ниже подробно разобрано, от каких факторов зависит эта величина и каким образом ее можно изменить. От чего зависит внутренняя энергия Внутренняя энергия тела определяется его внутренним состоянием и не зависит от механического движения тела как целого или его положения относительно других тел. Она зависит от следующих факторов:

• Температура: Чем выше температура тела, тем быстрее движутся его молекулы. Следовательно, увеличивается их средняя кинетическая энергия, что ведет к росту внутренней энергии.
• Агрегатное состояние: При одинаковой температуре внутренняя энергия одного и того же вещества в разных состояниях различается. Например, у пара она больше, чем у воды, так как потенциальная энергия взаимодействия молекул газа выше (они находятся на больших расстояниях друг от друга).
• Масса (количество вещества): Чем больше молекул в теле, тем больше суммарная энергия всех этих частиц. При прочих равных условиях внутренняя энергия 2 кг воды в два раза больше, чем 1 кг.
• Род вещества: Разные вещества имеют разную структуру и массу молекул, что влияет на запас внутренней энергии даже при одинаковых массе и температуре.

Как можно изменить внутреннюю энергию Существует два основных способа изменения внутренней энергии тела: 1. Совершение механической работы Внутренняя энергия меняется, когда над телом совершают работу или само тело совершает работу.

• Работа над телом: Если быстро сжимать газ или тереть одно тело о другое, тело нагревается. В этом случае механическая энергия переходит во внутреннюю (внутренняя энергия увеличивается).
• Работа самого тела: Если газ расширяется и при этом толкает поршень, он тратит свою внутреннюю энергию на совершение этой работы. В результате газ охлаждается (внутренняя энергия уменьшается).

2. Теплопередача Это процесс изменения внутренней энергии без совершения механической работы, путем передачи тепла от более нагретых тел к менее нагретым. Выделяют три вида теплопередачи:

• Теплопроводность: Передача энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым при их непосредственном контакте (характерна для твердых тел, особенно металлов).
• Конвекция: Перенос энергии струями жидкости или газа (например, нагрев комнаты от батареи).
• Излучение: Передача энергии с помощью электромагнитных волн. Это единственный вид теплопередачи, который возможен в вакууме (так Земля получает тепло от Солнца).

Основные формулы (для справки) Для идеального одноатомного газа внутренняя энергия $U$ рассчитывается по формуле: $U=\frac{3}{2}\frac{m}{M}RT$ Где:

• $m$ — масса газа; $M$ — молярная масса; $R$ — универсальная газовая постоянная; $T$ — абсолютная температура (в Кельвинах).

Из формулы видно, что для данной массы газа внутренняя энергия прямо пропорциональна его температуре. Я могу составить для вас краткую таблицу-сравнение трех видов теплопередачи с примерами из жизни, чтобы закрепить материал. Хотите?