Номер 7, страница 13 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 1. Внутренняя энергия. Параграф 2. Внутренняя энергия. Вопросы - номер 7, страница 13.

Условие.

7. Может ли тело обладать внутренней энергией, но не обладать при этом механической энергией? Приведите примеры.

Решение.

7. Да, тело может обладать внутренней энергией, но не обладать при этом механической энергией. Чтобы понять почему, необходимо различать эти два вида энергии.

Внутренняя энергия ($\text{U}$) — это энергия, связанная с движением и взаимодействием частиц (атомов, молекул), из которых состоит тело. Пока температура тела выше абсолютного нуля ($T > 0$ K или $-273,15$ °C), его частицы находятся в непрерывном хаотическом движении, и, следовательно, тело обладает внутренней энергией.

Механическая энергия ($\text{E}$), в свою очередь, является суммой кинетической и потенциальной энергии тела как единого целого. Кинетическая энергия ($E_k = \frac{mv^2}{2}$) связана со скоростью движения всего тела, а потенциальная энергия ($E_p = mgh$ в поле тяготения) — с его положением в пространстве относительно условно выбранного нулевого уровня. Механическая энергия тела равна нулю, если тело покоится ($v=0$) и находится на нулевом уровне отсчета потенциальной энергии ($h=0$).

Таким образом, если тело находится в состоянии покоя на нулевом уровне, его механическая энергия равна нулю. Однако это никак не влияет на движение его внутренних частиц. Если температура тела выше абсолютного нуля, оно все равно будет обладать внутренней энергией.

Примеры:
Простым примером является книга, лежащая на столе. Если мы выберем поверхность стола за нулевой уровень потенциальной энергии, то механическая энергия книги будет равна нулю, так как она неподвижна ($v=0$) и находится на высоте $h=0$. При этом книга имеет комнатную температуру, а значит, обладает внутренней энергией за счет движения ее молекул.
Другой пример — стакан с водой, стоящий на полу. Его механическая энергия относительно пола равна нулю, но молекулы воды находятся в постоянном тепловом движении, поэтому вода обладает внутренней энергией.

Ответ: Да, может. Любое тело, покоящееся на условном нулевом уровне потенциальной энергии, имеет нулевую механическую энергию, но при этом обладает внутренней энергией, если его температура выше абсолютного нуля ($-273,15$ °C).