Kuidas muuta keha mehaanilist energiat? See on väga lihtne. Muutke selle asukohta või kiirendage seda. Näiteks löö palli või tõsta see maapinnast kõrgemale.

Esimesel juhul muudame selle kineetilist energiat, teisel juhul potentsiaali. Aga sisemine energia? Kuidas muuta keha sisemist energiat? Kõigepealt mõtleme välja, mis see on. Siseenergia on kõigi keha moodustavate osakeste kineetiline ja potentsiaalne energia. Eelkõige on osakeste kineetiline energia nende liikumise energia. Ja nagu teate, sõltub nende liikumise kiirus temperatuurist. See tähendab, et loogiline järeldus on, et keha temperatuuri tõstes suurendame selle sisemist energiat. Lihtsaim viis kehatemperatuuri tõsta on soojusülekanne. Erineva temperatuuriga kehade kokkupuutel soojeneb külmem keha soojema tõttu. Soojemat keha jahutatakse sel juhul.

Lihtne igapäevane näide: külm lusikas tassi kuumas tees soojeneb väga kiiresti, samal ajal kui tee jahtub veidi. Kehatemperatuuri tõus on võimalik ka muul viisil. Mida me kõik teeme, kui nägu või käed tänaval külmetavad? Meil on neid kolm. Esemed kuumenevad hõõrumisel. Samuti kuumenevad objektid kokkupõrkel, survel ehk teisisõnu interaktsioonil. Kõik teavad, kuidas iidsetel aegadel tuld tehti – kas hõõruti puutükke üksteise vastu või löödi räniga teist kivi. Ka meie ajal kasutatakse ränisüütajates metallvarda hõõrdumist tulekivi vastu.

Siiani oleme rääkinud siseenergia muutmisest selle koostisosade osakeste kineetilise energia muutmise kaudu. Kuidas on lood nende samade osakeste potentsiaalse energiaga? Nagu teate, on osakeste potentsiaalne energia nende vastastikuse paigutuse energia. Seega, kehaosakeste potentsiaalse energia muutmiseks peame keha deformeerima: kokku suruma, väänama jne, ehk muutma osakeste paigutust üksteise suhtes. See saavutatakse kehale mõjudes. Muudame üksikute kehaosade kiirust ehk teeme selle kallal tööd.

Näited siseenergia muutustest

Seega saavutatakse kõik kehale mõjutamise juhtumid selle sisemise energia muutmiseks kahel viisil. Kas sellele soojust üle kandes ehk soojusülekandega või selle osakeste kiirust muutes ehk kehal tööd tehes.

Näited siseenergia muutustest- need on praktiliselt kõik maailmas toimuvad protsessid. Osakeste siseenergia ei muutu juhul, kui kehaga ei juhtu absoluutselt midagi, mis, peate nõustuma, on äärmiselt haruldane - energia jäävuse seadus kehtib. Meie ümber toimub kogu aeg midagi. Isegi objektidega, millega esmapilgul midagi ei juhtu, toimuvad tegelikult mitmesugused meie jaoks märkamatud muutused: kerged temperatuurimuutused, väikesed deformatsioonid jne. Tool paindub meie raskuse all, iga õhuliigutusega muutub raamatu temperatuur riiulil veidi, tuuletõmbusest rääkimata. No mis puutub eluskehadesse, siis on sõnadetagi selge, et nende sees toimub kogu aeg midagi ja sisemine energia muutub peaaegu igal ajahetkel.

Eesmärgid: 1. Meisel muutub pärast lihvkettal lihvimist kuumaks. Ka sepikust eemaldatud peitel on kuum. Kas peitli temperatuuri tõusu põhjus on sama? 2. Kui tikupea vastu kasti hõõruda, süttib tikk. Selgitage nähtust. 3. Tikk süttib, kui seda vastu karpe hõõruda. See süttib ka siis, kui viia see küünla leeki. Millised on sarnasused ja erinevused mõlemal juhul tiku süttimiseni viinud põhjustel. 4. Too näiteid keha siseenergia muutustest töö tegemise käigus: hõõrdumine, löök, kokkusurumine. 5. Miks läheb saag pikaajalisel saagimisel kuumaks? 6. Miks võite oma käed kõrvetada, kui libistate kiiresti mööda posti või nööri alla?

7. Miks uisud libisevad jääl kergesti, aga klaasil, mille pind on siledam, on uiskudel võimatu uisutada? 8. Miks naela sisselöömisel pea soojeneb nõrgalt ja kui nael on juba sisse löödud, siis piisab paarist löögist, et pea tugevalt kuumeneda? 9. Millest on tingitud maa tehissatelliitide tugev kuumenemine ja põlemine, kui need sisenevad atmosfääri madalamatesse tihedatesse kihtidesse?

676. Kas tehissatelliidi pöörlemine ümber Maa on soojusliikumine?
Ei see ei ole. Soojusliikumine on keha moodustavate molekulide ja aatomite ebakorrapärane liikumine.

677. Kas gaasimolekulide liikumist saab nimetada soojusliikumiseks?
Soojusliikumine on osakeste kaootilise liikumise protsess. Gaasi molekulid liiguvad kaootiliselt, seega võib nende liikumist nimetada termiliseks. 678. Kas võib öelda, et difusiooninähtuse põhjustab soojusliikumine?
Soojusliikumine on aines olevate osakeste kaootilise liikumise protsess. Difusioon on ühe aine aatomite ja molekulide vastastikune tungimine teise ainesse. Vastastikuse läbitungimise protsessi põhjustab aatomite ja molekulide kaootiline liikumine, mistõttu difusiooninähtuse põhjustab termiline liikumine.

679. Mis juhtub soojuse liikumisega, kui temperatuur tõuseb?
Temperatuuri tõustes suureneb molekulide liikumiskiirus.

680. Kas külma veega tihedalt suletud purgis muutuvad veemolekulide kineetilised ja potentsiaalsed energiad, kui see kuuma vette kasta?
Temperatuur purgis tõuseb soojusülekande nähtuse tõttu, suurendades seeläbi kineetilist energiat. Potentsiaalne energia jääb muutumatuks, kuna see sõltub molekulide vahelisest kaugusest, kuid see ei muutu.

681. Vabalt langev pall, mis tabab asfalti, põrkab uuesti, kuid ei tõuse kunagi algkõrgusele, kust ta kukkus. Miks?
Sest palli kineetiline energia kulub õhutakistuse ja gravitatsioonijõudude ületamiseks.

682. Münt visatakse üles. Millised energiamuutused toimuvad mündi tõstmisel? millal kukub? asfaldile sõitmise hetkel?
Mündi tõusu kõrguse suurenedes suureneb selle potentsiaalne energia ja väheneb kineetiline energia. Kõrgeimas punktis on potentsiaalne energia maksimaalne ja kineetiline energia minimaalne. Kukkumise alguses kineetiline energia suureneb ja potentsiaal väheneb. Löögieelsel hetkel on kineetiline energia maksimaalne ja potentsiaal minimaalne. Kokkupõrkel muundub osa energiast soojuseks, aga ka deformatsioonienergiaks.

683. Miks münt kuumeneb asfaldile sõites?
Sest osa mündi energiast läheb soojuseks.

684. Ühte klaasi valatakse kuum vesi, teise sama massiga külm vesi. Millises klaasis on vees rohkem siseenergiat?
Molekulid liiguvad klaasis kuumas vees kiiremini kui külmas vees. Seetõttu on soojas vees rohkem sisemist energiat.

685. Too näiteid kehade siseenergia muutumisest nende kokkusurumisel.
Kütteõhk pumba kolvis.

686. Kuidas muutub kehade siseenergia hõõrdumisel? Too näiteid.
Suureneb. Noa teritamine viilkivil; autorehvide hõõrdumine pidurdamisel.

687. Kas kehade siseenergia muutub kokkupõrkel? Too näiteid.
Löögi korral kehade siseenergia suureneb. Haamritööd; palli põrgatamine põrandalt.

688. Miks muutub vedru siseenergia selle kokkusurumisel?
Kui vedru on kokku surutud, suureneb selle potentsiaalne energia. Järelikult suureneb sisemine energia.

689. Kas gaasi siseenergia selle paisumise käigus muutub?
Kui gaas paisub, töötab see välisjõudude vastu, samal ajal kui selle siseenergia väheneb.

690. Mis juhtub vedelate ja tahkete kehade siseenergiaga nende kuumutamisel?
Siseenergia suurenemine toimub osakeste liikumiskiiruse suurenemise tõttu.

691. Kas jää sulamisel muutub siseenergia?
Jää sulamisel suureneb siseenergia tänu kiirguse ja soojusülekande teel soojuse tarnimisele.

692. Hõõrdejõud mõjub kehale küll. Millised märgid viitavad keha siseenergia muutumisele?
Hõõrdetöö tegemisel keha kuumeneb, kineetiline energia suureneb ja põhjustab siseenergia tõusu.