Краткий ответ
Внутреннюю энергию работы меняют совершением работы: если работу совершают над телом — внутренняя энергия увеличивается (тело нагревается), а если работу совершает само тело — внутренняя энергия уменьшается (тело охлаждается).
Ключевые шаги
1. Что такое внутренняя энергия. Это сумма кинетической энергии движения молекул и потенциальной энергии их взаимодействия: \[ U = E_{к\,\text{молекул}} + E_{п\,\text{взаимодействия}} \]
2. Почему работа её меняет. Работа — это изменение энергии при перемещении или деформации. Воздействуя на тело, мы меняем скорость молекул или расстояние между ними, а значит, и \(U\).
3. Два направления:
| Что происходит | Что с внутренней энергией | Пример |
|---|---|---|
| Внешние силы совершают работу над телом | растёт, тело нагревается | сжатие газа поршнем, трение, удар, сгибание проволоки |
| Тело само совершает работу | уменьшается, тело охлаждается | расширение газа, толкающего поршень |
4. Коротко формулой (если теплообмена нет): \[ \Delta U = A_{\text{внешних сил}} \qquad \Delta U = -A_{\text{самого тела}} \]
Проверка
- Быстро сжимаем воздух в велосипедном насосе — цилиндр заметно теплеет: внешняя сила совершила работу, \(U\) выросла. ✔
- Из баллончика вырывается газ — он охлаждается: газ совершил работу против внешнего давления, \(U\) уменьшилась. ✔
Обрати внимание: есть и второй, независимый способ изменить внутреннюю энергию — теплопередача (теплообмен без совершения работы). В вопросе речь именно о работе.