Page 27 - 881414_FIZYKA_podrecznik_kl_8_PROMOCJA

Temperatura a energia wewnętrzna Ciekawe!

Jeszcze większy wzrost temperatury ciał obserwujemy przy wierceniu otworu W 1592 r. Galileusz skonstruował ter-
wiertarką. Dlaczego tak się dzieje? W każdym z tych doświadczeń wykonana moskop. Wewnątrz niego znajdowa-
ła się otwarta u dołu rurka, zanurzona
praca nad układem nie spowodowała wzrostu energii kinetycznej ani poten- w pojemniku z wodą. Poziom wody
cjalnej ciał. Wzrosła natomiast energia związana z ich temperaturą zwana w tej rurce zmieniał się wraz z waha-
energią wewnętrzną. niami temperatury (niestety przyrząd
Przybliżmy pojęcie energii wewnętrznej. W tym celu przypomnijmy sobie reagował również na zmiany ciśnienia).
budowę wewnętrzną ciał. Każde ciało zbudowane jest z cząsteczek będących Przyrząd ten został udoskonalony przez
toskańskiego księcia Ferdynanda, który
w ciągłym ruchu, a więc posiadających energię kinetyczną (każda cząstecz- w 1644 r. odizolował rurkę od otaczają-
ka ma przecież masę i prędkość). Cząsteczki te podczas ruchu oddziałują ze cego powietrza. Pierwszym przyrządem
sobą, mają więc też energię potencjalną. W czasie ruchu z tarciem wzrasta przypominającym z wyglądu współ-
również energia potencjalna cząsteczek związana ze zmianą ich wzajemnego czesne termometry był termometr rtę-
położenia. ciowy, udoskonalony na początku XVIII
w. przez pochodzącego z Gdańska,
a osiadłego w Holandii fizyka Gabriela
Suma energii kinetycznych wszystkich cząsteczek danego ciała Fahrenheita.
oraz energii potencjalnych związanych z oddziaływaniem tych cząsteczek
jest energią wewnętrzną.

Jednostką energii wewnętrznej (tak jak innych znanych nam rodzajów
energii) jest dżul (1 J).
Energia wewnętrzna ciała określonego rodzaju w danej temperaturze
jest tym większa, z im większej ilości cząsteczek ciało się składa.

Energia wewnętrzna i jej zmiana przez wykonanie pracy
Wiemy już, że w wyższej temperaturze cząsteczki poruszają się szybciej. Mo-
żemy więc wnioskować, że wzrost temperatury trących o siebie ciał został spo-
wodowany wzrostem energii wewnętrznej. Energia wewnętrzna ciała może
też maleć. Dzieje się tak, gdy ciało wykonuje pracę nad innym ciałem, np. gaz
gwałtownie się rozprężając w zbiorniku, oziębia się, powodując też zmniej-
szenie temperatury pojemnika, w którym się znajduje. O zmianie energii
wewnętrznej wnioskujemy na podstawie zmiany temperatury. Podwyższona
temperatura ciała świadczy o tym, że energia wewnętrzna ciała wzrosła, zaś
obniżenie temperatury ciała świadczy o zmniejszeniu się energii wewnętrznej
ciała. W każdym z omawianych doświadczeń wykonana praca powodowała
zmiany temperatury ciał, a więc i energii wewnętrznej ciał.

Zmiana energii wewnętrznej ciała jest równa pracy wykonanej nad ciałem.
ΔE = W
w
ΔE w – zmiana energii wewnętrznej ciała
W – praca wykonana nad ciałem

25