Page 29 - 881414_FIZYKA_podrecznik_kl_8_PP_fiipbook

Temperatura a energia wewnętrzna Ciekawe!

Jeszcze większy wzrost temperatury ciał obserwujemy przy wierceniu otwo-
ru wiertarką. Dlaczego tak się dzieje? W każdym z tych doświadczeń praca
wykonana nad układem nie spowodowała wzrostu energii kinetycznej ani po-
tencjalnej ciał. Wzrosła natomiast energia związana z ich temperaturą zwana
energią wewnętrzną.
Przybliżmy pojęcie energii wewnętrznej. W tym celu przypomnijmy sobie
budowę wewnętrzną ciał. Każde ciało zbudowane jest z cząsteczek będących
w ciągłym ruchu, a więc posiadających energię kinetyczną (każda cząsteczka
ma przecież masę i prędkość). Cząsteczki te podczas ruchu oddziałują na
siebie, mają więc też energię potencjalną. W czasie ruchu z tarciem wzrasta
również energia potencjalna cząsteczek związana ze zmianą ich wzajemnego
położenia.

Suma energii kinetycznych wszystkich cząsteczek danego ciała Pierwszy termoskop zbudowany został
oraz energii potencjalnych związanych z oddziaływaniem około 1600 roku. Jego skonstruowanie
wzajemnym tych cząsteczek jest energią wewnętrzną. przypisywane jest Galileuszowi, choć
najprawdopodobniej zbudował go
Jednostką energii wewnętrznej (tak jak innych znanych nam rodzajów i opisał w 1612 roku Santorio Santorio,
włoski lekarz, fizyk i wynalazca. Termo-
energii) jest dżul (1 J). skop stanowił pojemnik z wodą, w któ-
Energia wewnętrzna ciała określonego rodzaju w danej temperaturze rym zanurzona była otwarta u dołu rur-
jest tym większa, z im większej ilości cząsteczek ciało się składa. ka. Poziom wody w tej rurce zmieniał się
wraz z wahaniami temperatury (niestety
Energia wewnętrzna i jej zmiana przez wykonanie pracy przyrząd reagował również na zmia-
ny ciśnienia). Przyrząd ten został udo-
Wiemy już, że w wyższej temperaturze cząsteczki poruszają się szybciej. Mo- skonalony przez toskańskiego księcia
żemy więc wnioskować, że wzrost temperatury trących o siebie ciał został Ferdynanda, który w 1644 r. odizolował
spowodowany wzrostem energii wewnętrznej. Energia wewnętrzna ciała rurkę od otaczającego powietrza. Pierw-
może też maleć. Dzieje się tak, gdy ciało wykonuje pracę nad innym cia- szym przyrządem przypominającym
z wyglądu współczesne termometry był
łem, np. gaz, gwałtownie się rozprężając w zbiorniku, oziębia się, powodując termometr rtęciowy, udoskonalony na
też zmniejszenie temperatury pojemnika, w którym się znajduje. O zmianie początku XVIII w. przez pochodzącego
energii wewnętrznej wnioskujemy na podstawie zmiany temperatury. Pod- z Gdańska, a osiadłego w Holandii fizy-
wyższona temperatura ciała świadczy o tym, że energia wewnętrzna ciała ka Gabriela Fahrenheita.
wzrosła, zaś obniżenie temperatury ciała świadczy o zmniejszeniu się energii
wewnętrznej ciała. W każdym z omawianych doświadczeń wykonana praca
powodowała zmiany temperatury ciał, a więc i energii wewnętrznej tych ciał.

Zmiana energii wewnętrznej ciała jest równa pracy wykonanej nad ciałem.
ΔE = W
w
ΔE w – zmiana energii wewnętrznej ciała
W – praca wykonana nad ciałem

27