Два медных бруска имеют одинаковую температуру, но масса одного 1 кг, а другого - 0,5 кг. Какой из двух данных брусков обладает большей внутренней энергией? Почему?

Необходимые знания Закон сохранения энергии: энергия ниоткуда не возникает и никуда не исчезает, она лишь переходит из одного вида в другой или от одного тела к другому. Внутреннюю энергию тела составляют: кинетическая энергия всех молекул, из которых состоит тело, и потенциальная энергия их взаимодействия. Внутренняя энергия тела изменяется при изменении температуры тела, изменении агрегатного состояния тела, при совершении работы самим телом или над телом. Внутренняя энергия не зависит от механического положения тела и его механического движения. Механическая энергия, состоит из кинетической энергии и потенциальной энергии тела. Отдельно от них тело обладает своей внутренней энергией. Для понимания внутренней энергии поднимем над плитой стальной шар весом m кг, он обладает потенциальной энергией, то есть возможностью падая, произвести какую-либо работу; с момента когда он начнет падать, его потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию которая затрачивается на движение и совершает работу; когда шар ударится об плиту его кинетическая энергия станет равна нулю; при ударе об плиту шар нагреется; из-за совершенной над шаром работы произойдет деформация шара; при деформации скорость движения частиц и молекул, из которых состоит шар, увеличится; при увеличении скорости частиц и молекул, и напряжения в кристаллической решетке повысится температура тела; при повышении температуры внутренняя энергия тела увеличивается; мерой внутренней энергии тела, является количество теплоты содержащееся в теле.

Формула количества теплоты: Q=cmt,

где С - удельная теплоемкость вещества, t-температура тела. m - масса тела.

При решении учитываем бруски имеют одинаковую температуру; значения c - удельной теплоемкости вещества-меди в обоих случая одинаковы; зависимость количества теплоты от массы прямо-пропорционально; где масса бруска больше, там количество теплоты больше. следовательно, брусок с большей массой будет обладать большей внутренней энергией. Проверка

Q=c*1*t больше, чем Q=c*0.5*t, где с и t имеют одинаковые значения.

Внутреннюю энергию любого тела можно представить в виде суммы всех энергий движения и взаимодействия частиц, из которых и состоит рассматриваемое тело. Сама по себе внутренняя энергия любого тела будет зависеть от его агрегатного состояния (медный брусок - твердое тело), температуры (температура брусков одинакова) и массы (чем больше масса, тем больше внутренняя энергия; масса первого бруска - 1 кг, второго - 0,5 кг). Следовательно, первый брусок обладает большей внутренней энергией.