Что такое внутренняя энергия?

Впервые термин «энергия» для обозначения кинетической энергии (которая раньше называлась «живая сила) был предложен английским физиком Т. Юнгом в 1807 году. Это слово греческого происхождения и в переводе на русский язык означает «деятельность». Но физический смысл этого понятия был раскрыт только после установления закона сохранения и превращения энергии.

Мы знаем, что существуют различные формы энергии: механическая (двух видов - кинетическая и потенциальная), электрическая, атомная и др. С 24

каждой формой энергии связана определённая форма движения материи. Например, с механическим движением связана кинетическая энергия, с такой формой движения материи, как электрический ток, связана электрическая энергия и т.д. С молекулярным движением, которое мы назвали тепловой формой движения материи, связана также соответствующая форма энергии, которую называют внутренней энергией. Внутренняя энергия - это такая форма энергии, которая не зависит от движения тела как целого или его относительного расположения среди других тел.

Внутренняя энергия определяется только кинетической энергией атомов и молекул тела (поскольку они находятся в постоянном движении) и их потенциальной энергией, зависящей от наличия сил сцепления (иногда, где это необходимо, учитываются ещё и другие формы энергии, как внутриядерная, электромагнитная и т.д.).

Превращение одной формы энергии в другую всегда связано с превращением соответствующих форм движения материи. Например, при движении одного тела по поверхности другого обе поверхности вследствие трения нагреваются. В этом случае мы имеем дело с превращением механической энергии во внутреннюю энергию трущихся тел и одновременно с превращением механической формы движения материи в тепловую форму её движения. Тепловая форма движения материи, в свою очередь, может превращаться в другие формы движения. Такой процесс имеет место, в частности, в явлении термоэлектричества, когда в цепи, состоящей из двух разнородных металлов, возникает электрический ток, если один из спаев цепи нагревать, а другой - охлаждать.

С этой точки зрения, закон сохранения и превращения энергии устанавливает взаимопревращаемость различных форм движения материи в строго определённых количественных отношениях. Физическая величина, которая остаётся постоянной независимо от изменения формы движения, и есть энергия. Следовательно, мы можем дать следующее определение этой величины: энергией называется физическая величина, являющаяся общей количественной мерой превращения различных форм движения материи.

Вариант 22