Контрольные задания > 1. Сформулируйте закон сохранения механической энергии. 2. Что называют полной энергией системы тел? 3. Какую систему называют изолированной? 4. В чём состоит закон сохранения энергии применительно к тепловым процессам?
Вопрос:
1. Сформулируйте закон сохранения механической энергии. 2. Что называют полной энергией системы тел? 3. Какую систему называют изолированной? 4. В чём состоит закон сохранения энергии применительно к тепловым процессам?
Ответ:
Ответы на вопросы:
Закон сохранения механической энергии: Если на систему действуют только консервативные силы (силы, работа которых не зависит от траектории движения, например, сила тяжести, сила упругости), то полная механическая энергия системы (сумма кинетической и потенциальной энергии) остаётся постоянной. Это означает, что энергия может переходить из одной формы в другую (например, из потенциальной в кинетическую), но общая её величина остаётся неизменной.
Полная энергия системы тел: Полная энергия системы тел — это сумма всех видов энергии, которыми обладают тела в системе. Обычно рассматриваются кинетическая энергия (энергия движения) и потенциальная энергия (энергия взаимодействия), а также внутренняя энергия (сумма кинетических и потенциальных энергий всех частиц, составляющих тело).
Изолированная система: Изолированной называют систему, которая не обменивается энергией с окружающей средой. Это означает, что в систему не поступает энергия извне и система не отдаёт энергию вовне. В реальности абсолютно изолированных систем не существует, но некоторые системы можно рассматривать как изолированные в первом приближении (например, термос).
Закон сохранения энергии применительно к тепловым процессам: В изолированной системе при тепловых процессах количество теплоты, отданное одними телами, равно количеству теплоты, полученной другими телами. Полная энергия системы остаётся постоянной. Это описывается уравнением теплового баланса: $$Q_{\text{отданное}} = Q_{\text{полученное}}$$. Это означает, что энергия никуда не исчезает и не появляется из ниоткуда, а лишь перераспределяется между телами в системе. Например, если в термос с горячей водой добавить холодный предмет, то горячая вода немного остынет, а холодный предмет нагреется до тех пор, пока не наступит тепловое равновесие. При этом общее количество теплоты в системе останется неизменным.