Внутренняя энергия
naturalscience.ru   

Наряду с механической энергией тел и ее разновидностями - кинетической и потенциальной энергией, в физике изучают и так называемую внутреннюю энергию тел.

Вы видите взлетающую ракету. Она совершает работу - поднимает необходимый груз. Кинетическая энергия ракеты возрастает, так как по мере подъема ракета приобретает все большую скорость. Потенциальная энергия ракеты также возрастает, так как она все выше поднимается над Землей. Следовательно, сумма этих энергий, то есть механическая энергия ракеты, тоже увеличивается.

Мы помним, что при совершении телом работы его энергия уменьшается. Однако ракета совершает работу, а ее энергия не уменьшается, а увеличивается! В чем же разгадка противоречия? Оказывается, что кроме механической энергии, существует еще один вид энергии - внутренняя энергия. Именно за счет внутренней энергии сгорающего в ракете топлива она совершает механическую работу (поднимает необходимый груз) и, кроме того, увеличивает свою механическую энергию.


Не только горючие, но и горячие тела обладают внутренней энергией, которую можно легко превратить в механическую работу. Проделаем опыт. Нагреем в кипятке гирю и поставим на жестяную коробочку, присоединенную к манометру. По мере того, как воздух в коробочке будет прогреваться, жидкость в манометре будет передвигаться. Расширяющийся воздух совершает над ней работу. За счет какой энергии это происходит? Разумеется, за счет внутренней энергии гири. Следовательно, в этом опыте мы наблюдаем превращение внутренней энергии тела в механическую работу. Заметим, что механическая энергия гири в этом опыте не менялась.

Итак, обобщаем: внутренняя энергия - это такая энергия тела, за счет которой может совершаться механическая работа, не вызывая при этом убыли механической энергии этого тела. Внутренней энергией обладают все тела: большие и маленькие, горячие и холодные, твердые, жидкие и газообразные.

Внутренняя энергия любого тела зависит от множества причин: рода и агрегатного состояния его вещества, массы и температуры тела и многих других. Наиболее легко на нужды человека может быть использована внутренняя энергия лишь, образно говоря, "горячих" и "горючих" веществ и тел. Это нефть, уголь, вулканические воды и так далее. Кроме того, в XX веке человек научился использовать и внутреннюю энергию так называемых радиоактивных элементов. Это, например, уран, плутоний и другие.

В технической и научно-популярной литературе встречаются упоминания о тепловой, химической, атомной, ядерной и других видах энергии. Они, как правило, являются условными разновидностями внутренней энергии. По мере дальнейшего изучения физики мы познакомимся с этими и другими видами внутренней энергии.