Номер 2, страница 23 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

2. Докажите, пользуясь основными положениями МКТ, что все тела обладают внутренней энергией.

Для доказательства того, что все тела обладают внутренней энергией, воспользуемся тремя основными положениями молекулярно-кинетической теории (МКТ):

1. Все вещества состоят из мельчайших частиц (молекул, атомов, ионов).
2. Эти частицы находятся в непрерывном, беспорядочном (хаотическом) движении, которое называется тепловым движением.
3. Частицы вещества взаимодействуют друг с другом (притягиваются на одних расстояниях и отталкиваются на других).

Исходя из этих положений, докажем наличие внутренней энергии у любого тела.

1. Кинетическая энергия частиц.
Согласно первому и второму положениям МКТ, любое тело состоит из частиц, и эти частицы постоянно движутся. Любой объект, обладающий массой и скоростью, имеет кинетическую энергию. Кинетическая энергия одной частицы с массой $m$ и скоростью $v$ определяется формулой $E_k = \frac{mv^2}{2}$. Поскольку в любом теле содержится огромное количество таких частиц, и все они находятся в непрерывном движении, то тело в целом обладает суммарной кинетической энергией хаотического движения всех своих частиц. Эта энергия является кинетической составляющей внутренней энергии.

2. Потенциальная энергия частиц.
Согласно третьему положению МКТ, частицы в веществе взаимодействуют друг с другом. Это означает, что между ними действуют силы притяжения и отталкивания. Наличие этих сил взаимодействия обуславливает существование потенциальной энергии взаимодействия частиц. Величина этой энергии зависит от взаимного расположения частиц, то есть от расстояния между ними. Сумма потенциальных энергий взаимодействия всех частиц тела является потенциальной составляющей его внутренней энергии.

Вывод.
Внутренняя энергия тела ($U$) по определению является суммой кинетической энергии хаотического (теплового) движения всех его частиц и потенциальной энергии их взаимодействия друг с другом: $U = \sum{E_k} + \sum{E_p}$.

Так как любое тело, вне зависимости от его агрегатного состояния, состоит из частиц, которые одновременно и движутся, и взаимодействуют, оно неизбежно обладает как суммарной кинетической, так и суммарной потенциальной энергией этих частиц. Следовательно, любое тело обладает внутренней энергией. Что и требовалось доказать.

Ответ: Согласно основным положениям МКТ, все тела состоят из частиц, которые находятся в непрерывном хаотическом движении и взаимодействуют друг с другом. Движение частиц обуславливает наличие у них кинетической энергии, а их взаимодействие — потенциальной энергии. Внутренняя энергия тела по определению является суммой кинетических энергий хаотического движения всех частиц и потенциальных энергий их взаимодействия. Так как в любом теле частицы и движутся, и взаимодействуют, то любое тело обладает внутренней энергией.