Energia wewnętrzna i termodynamika
Energia wewnętrzna to suma energii kinetycznych wszystkich cząsteczek ciała oraz ich energii potencjalnych wzajemnego oddziaływania. Możesz o niej myśleć jako o całkowitej energii zawartej wewnątrz substancji.
Jak możemy zmienić energię wewnętrzną ciała? Pierwsza zasada termodynamiki mówi, że można to zrobić na trzy sposoby: wykonując pracę nad ciałem, przekazując ciepło lub przez kombinację obu tych procesów. Matematycznie zapisujemy to jako: ∆Ew = W + Q, gdzie W to wykonana praca, a Q to przekazane ciepło.
Podczas zmiany stanu skupienia substancji (np. topnienia lodu czy skraplania pary) przekazywane jest ciepło topnienia/skraplania. Obliczamy je ze wzoru: q = Q ÷ m, gdzie q to ciepło topnienia/skraplania, Q to przekazane ciepło, a m to masa substancji. Jednostką ciepła topnienia/skraplania jest dżul na kilogram J/kg.
Ciekawostka! Woda ma wyjątkowo wysokie ciepło topnienia, co sprawia, że lód topnieje stosunkowo wolno. Dzięki temu możesz cieszyć się zimnym napojem znacznie dłużej!