Тепловые явления – это явления, связанные с процессами нагрева и охлаждения, изменением агрегатного состояния, т. е. плавления и затвердевания, испарения и конденсации.

Рассмотрим тепловые явления с точки зрения изменения внутренней энергии тела.

Изменение температуры тела зависит от изменения кинетической энергии движения молекул в этом теле. При этом изменению подвергается и потенциальная энергия взаимодействия этих молекул, исключая вариант поведения молекул в разреженных газах.

Изменение температуры сопровождено изменением расстояния между равновесным положением узлов кристаллической решетки, при этом наблюдается тепловое расширение тел, также меняется энергия взаимодействия простейших частиц.

При изменении агрегатного состояния тела меняется его молекулярная структура, что приводит к изменению энергии взаимодействия молекул и характера их движения.

Таким образом, видим, что тепловые процессы сопровождаются изменением внутренней энергии тела.

 

Рассмотрим сказанное выше на примере:

При изменении температуры 1 кг воды на 1 °С затрачивается энергия, равная 1 ккал = 4,18 · 103 Дж. В один килограмм воды входит 3,3 · 1023 штук молекул. Следовательно:

 

Тепловые явления Изменение внутренней энергии тела при тепловых процессах

 

Полученное значение энергии превышает энергию при упругих деформациях примерно в 100 раз. При изменении агрегатного состояния в процессе превращении 1 кг воды в пар поглощается 539 ккал = 2,25 · 106 Дж. Происходит увеличение энергии молекулы примерно на 0,5 эв.:

 

Тепловые явления Изменение внутренней энергии тела при тепловых процессах