Надайте приклади зміни внутрішньої енергії тіла, коли одночасно виконується робота і відбувається теплопередача

Предмет вопроса: Внутрішня енергія тіла та зміни

Пояснення: Внутрішня енергія тіла - це сума всіх енергійних форм, які притаманні даному тілу через рух його атомів або молекул. Зміни внутрішньої енергії тіла можуть відбуватися за рахунок виконання роботи й теплопередачі.

Коли тіло виконує роботу, наприклад, протягом підйому важкого предмета, внутрішня енергія змінюється. Під час підйому тіла не тільки передається енергія на переміщення предмета, але змінюється і внутрішня енергія тіла. У цьому випадку, залежно від виконаної роботи, може збільшуватися або зменшуватися внутрішня енергія тіла.

Теплопередача також впливає на внутрішню енергію тіла. Якщо взаємодіє з тілом неютральний тепловий індуктор (наприклад, носій тепла), то внутрішня енергія може збільшуватися або зменшуватися. Наприклад, коли гаряча кава випаровується, відбувається теплопередача з кави до оточуючого середовища, що знижує внутрішню енергію кави.

У деяких ситуаціях, коли робота і теплопередача відбуваються одночасно, внутрішня енергія тіла може залишатися незмінною. Це може статися в разі, коли робота, виконана тілом, компенсується теплопередачею або навпаки. Наприклад, при наявності зовнішніх факторів, внутрішня енергія тіла може залишатися стала на протязі фазових перетворень, таких як зміна агрегатного стану (такий як переведення льоду в воду чи випаровування води).

Приклад використання:
Задано тіло, яке виконує роботу, а також відбувається теплопередача. Знайти зміну внутрішньої енергії тіла.

Рекомендація:
Для кращого розуміння концепції внутрішньої енергії та її зміни рекомендується проаналізувати приклади реального життя, де відбуваються як робота, так і теплопередача. Також корисно докладніше вивчити основні принципи термодинаміки.

Вправа:
Задано кілька ситуацій:
1. Дитина на залізниці катиться на самокаті, збільшуючи свою швидкість. Водночас до її тіла надходить певна кількість тепла від сонця. Як це вплине на внутрішню енергію дитини?
2. У лабораторії експериментатор піднімає матеріал до певної висоти, в той же час відбувається втрата тепла через стіни лабораторії. Як це вплине на внутрішню енергію матеріалу?