Внутренняя энергия тела может изменяться как за счет работы, так и за счет теплопередачи. Рассмотрим каждый из предложенных случаев.
а) При пластической деформации с помощью пресса. В этом процессе работа, выполняемая прессом, приводит к изменению формы детали. При пластической деформации происходит перераспределение атомов и молекул в материале, что увеличивает внутреннюю энергию за счет совершенной работы. Энергия, затраченная на деформацию, преобразуется в внутреннюю энергию материала, и это изменение можно выразить через упрочнение материала.
б) При нагревании детали в печи перед закалкой. В данном случае происходит теплопередача: внешний источник тепла передает тепло детали. Это приводит к увеличению внутренней энергии за счет увеличения температуры, что способствует повышению теплового движения частиц. Теплопередача непосредственно связана с изменением внутренней энергии, так как при нагревании происходит увеличение потенциальной и кинетической энергии молекул.
в) При быстром охлаждении детали в воде. Быстрое охлаждение также связано с теплопередачей, но в этом случае происходит передача тепла от детали к воде. Это приводит к снижению температуры и, соответственно, уменьшению внутренней энергии детали. Вода, как теплоотвод, поглощает тепло, что вызывает быстрое снижение энергии частиц в материале детали.
Таким образом, изменения внутренней энергии в этих процессах обусловлены различными механизмами: работой при деформации и теплопередачей при нагревании и охлаждении. Эти знания могут помочь лучше понять термодинамические процессы и механическое поведение материалов.