1. Внутренняя энергия. Способы изменения внутренней энергии.

*Пример с свинцовым грузом, который подняли(макс потенциальная энергия и средняя кинетическая) , после кинули(потенциальная уменьшается, кинетическая увеличивается. При падение механическая энергия груза равна 0.*

Однако кинетическая энергия не исчезает, она лишь превращается в энергию движения и взаимодействия частиц (атомов,молекул), из которых состоит вещество.

В перечисленном случае часть механической энергии тела (потенциальной энергии тяготения или упругости, или кинетической энергии движения) преобразуется в энергию, зависимую от его состояния. В отличие от механической энергии ее называют внутренней энергией тела.

В газах под вн. Энергией тела понимают преимущественно кинетическую энергию движений частиц.

В жидкостях и твердых телах под вн. Энергией понимают одновременно и кинетическую, и потенциальную энергию частиц.

Под внутренней энергией тела понимают энергию хаотического движения частиц, из которых состоит тело, и энергию их взаимодействия.

Сумму кинетической энергии теплового движения и потенциальной энергии взаимодействия всех молекул тела называют внутренней энергией тела.

Внутренней энергией тело обладает всегда.

Внутренняя энергия не зависит ни от движения тела, ни от положения этого тела относительно других тел.

Внутренняя энергия тела изменяется при изменении скорости движения его молекул, а следовательно, при изменения температуры тела.

Опыт с прибором дилатометром. Это стеклянный баллон с воздухом. В плотно пригнанную к колбе резиновую пробку вставлена изогнутая стеклянная трубка с небольшой каплей подкрашенной жидкости. Для того чтобы перемещение капли было более заметным, к ней прилагается экран.

Поместим колбу в сосуд с водой, температура которой ниже комнатной. При этом можно заметить что капля будет перемещаться влево. Это говорит о понижение температуры воздуха в колбе, а значит, об уменьшение беспорядочного движения молекул и их кинетической энергии.

Процессы, связанные с изменением температуры вещества, называются тепловыми.

Существуют два способа изменения внутренней энергии системы – путем теплообмена с окружающим телами и путем совершения механической работы (трение, удар, сжатие)

Процесс изменения внутренней энергии при теплообмене без совершения работы над телом или самим телом называется теплопередачей.

2. Электрический ток в металлах.

Металлы в твердом состоянии в своей основе имеют кристаллическую решетку, в узлах которой находятся положительные ионы, а в пространстве между ионами движутся свободные электроны.

В обычном состоянии металла электроны в нем совершают беспорядочное тепловое движение. Их движение подобно беспорядочному движению роя мошек в безветренную погоду.

Отрицательный заряд свободных электронов по абсолютной величине равен положительному заряду решетки, поэтому и в обычных условиях металл электрически нейтрален. Но если к металлу приложить электрическое поле, то электрону начинают двигаться под влияниям эл. поля. Движение их упорядоченное, в среднем со скоростью 10^-4 м/с.

Свободными носителями электрических зарядов в металлах являются электроны.

Электрический ток в металлах представляет собой упорядоченное движение свободных электронов.

Скорость движение свободных электронов в металле под действием электрического поля невелика. Скорость же распространения самого электрического поля внутри проводника огромна, она приблизительно равна скорости света, т.е. 300 000 км/c.

Был проведен опыт, в котором хотели найти способ обнаружения инерционного движения электронов в металле.

На катушку К намотан длинный проводник, присоединенный к гальванометру. Катушка приводилась в быстрое вращение, а затем резко тормозилась. Во время торможения катушки гальванометр регистрировал кратковременный ток. Направление этого тока свидетельствовало, что он вызван движением отрицательно заряженных частиц, т.е. электронов. Будучи свободными, электроны при торможении кристаллической решетки металла движутся по инерции и образуют электрический ток.

Определяя с помощью гальванометра заряд, проходящий через него за все время существования тока в цепи, Стюарт и Толмен вычисляли отношение заряда частиц к их массе (удельный заряд q/m). Это число оказалось равным 1,8 * 10¹¹ кл/кг, что совпадает с отношением заряда электрона к его массе e/m.