Energia wewnętrzna i jej przewodnictwo

Energia wewnętrzna ciała to suma energii kinetycznych wszystkich jego cząsteczek oraz ich energii potencjalnych. Wyobraź sobie to jak sumę energii każdej pojedynczej cząsteczki w twoim kubku herbaty czy kawałku metalu.

Na energię wewnętrzną wpływa kilka czynników. Najważniejszym jest temperatura - im wyższa, tym cząsteczki poruszają się szybciej i mają więcej energii. Liczy się też stan skupienia (gaz, ciecz, ciało stałe), rodzaj substancji i jej objętość.

Energię wewnętrzną możemy zwiększyć na kilka sposobów. Możemy wykonać pracę (np. pocierając dłonie - czujesz jak robią się ciepłe?), ogrzewając ciało lub przekazując mu ciepło od ciała o wyższej temperaturze. Te zmiany opisuje wzór: $\Delta E_w = W + Q$, gdzie W to praca, a Q to ciepło.

Ciekawostka: Dlatego właśnie, pocierając energicznie dłonie, możesz je rozgrzać nawet w zimny dzień. Wykonujesz pracę przeciwko sile tarcia, która zamienia się w energię wewnętrzną!

Nie wszystkie substancje tak samo przewodzą ciepło. Przewodniki (jak metale czy grafit) szybko transportują energię cieplną. Z kolei izolatory (jak gaz, drewno czy styropian) robią to słabo. Dlatego właśnie termosy mają podwójne ścianki z próżnią - by zminimalizować przepływ ciepła i utrzymać temperaturę napoju.