Внутренняя энергия вещества. Работа и теплопередача. Виды теплопередачи

Тепловым движением называется непрерывное хаотическое движение молекул в веществе. Молекулы движутся и взаимодействуют, то есть имеют и кинетическую, и потенциальную энергию (Wk i Wp).
Сумма энергий движения и взаимодействия молекул вещества называется внутренней энергиейUвещества.
При переходе вещества из одного состояния в другое (например, из твердого в жидкое или из жидкого в газообразное) внутренняя энергия меняется, поэтому имеет название функции состояния вещества.
Изменение внутренней энергии вещества может происходить механическим способом - путем совершения работы над ней. Примеры: нагрев воздуха в велосипедной камере при его нагнетании насосом; нагревание гвоздя при ударах по нему молотка, нагрев сверла и токарного резца. Но можно изменить внутреннюю энергию вещества и тепловым способом - путем теплопередачи. Примеры: в результате соприкосновения двух неодинаково нагретых тел 1 и 2 одно из них нагревается (), а второе охлаждается ().
Для удобства изменение некоторой физической величины будем обозначать греческой буквой «∆» (дельта), при этом предыдущие неравенства примут вид и .
Возможны следующие виды теплопередачи.
1. Теплопроводность (или при непосредственном прикосновении двух тел разной температуры, или через слой воздуха между ними). Такая теплопередача осуществляется благодаря хаотичному движению молекул.
2. Конвекция - это теплопередача, обусловленная напрямленим движением слоев (струи) газа или жидкости от нагретого тела. Так действует обогревательная батарея в комнате: теплые слои воздуха от нее за счет выталкивающей силы поднимаются, перемешиваясь с менее нагретыми слоями воздуха.
3. Лучистый теплообмен осуществляется электромагнитными волнами (путем теплового излучения). Таким способом теплопередача может происходить и через безвоздушное пространство (в частности, от Солнца).