Внутренняя энергия тела связана с движением и взаимодействием его частиц. Оригинальный опыт, иллюстрирующий, как внутренние энергии может приводить к выполнению работы, можно описать с использованием примера парового двигателя.
Опыт с паровым двигателем:
Оборудование:
- Паровой котел.
- Клапан для выпуска пара.
- Поршень в цилиндре, соединённый с механизмом (например, колесом).
Процесс:
- Внутренняя энергия воды в котле теплом преобразуется в пар, когда вода нагревается до точки кипения.
- Пар, образующийся в котле, скапливается и под высоким давлением поступает в цилиндр.
- При поступлении пара в цилиндр, его высокая внутренняя энергия вызывает движение поршня.
Результат:
- Движение поршня приводит в движение механическое устройство, например, колесо, что является примером выполнения работы (колесо вращается) за счёт преобразования внутренней энергии в механическую.
Этот опыт показывает, как внутренние изменения энергии (в данном случае, из-за тепла) могут использоваться для совершения работы. Ведь изначально внутренняя энергия вызывает движение частиц воды и, впоследствии, пара, что и приводит к механическому результату.
