کار و انرژی درونی-1

کار وانرژی درونی

فرض کنید در حال رانندگی هستید، ناگهای مانعی را در فاصله‌ی چند متری خود می‌بینید و سریع روی ترمز می‌زنید. در اثر اصطکاک بین سطح جاده و لاستیک‌های خودرو بعد از طی مسافتی متوقف می‌شود (یعنی اصطکاک در حال انجام دادن کار بر روی اتومبیل است!). سؤالی که اینجا پیش می‌آید این است، تا قبل از ترمز گرفتن خودرو دارای انرژی جنبشی بود، بعد از اینکه خودرو متوقف می‌شود این انرژی جنبشی به چه چیزی تبدیل شده است؟ (نباید اصل پایستگی انرژی زیر سؤال برود). بر اساس تجربه، خودرو بعد از یک ترمز ناگهانی، دمای لاستیک‌ها و سطح جاده افزایش می‌یابد و بیشتر اوقات همراه با دود است. همین تجربه نشان می‌دهد که انرژی جنبشی بصورت نوعی انرژی که به آن انرژی درونی گفته می‌شود در می‌آید. حالا برویم سراغ تعریف انرژی درونی:

? انرژی درونی چیست: عبارت است از مجموع انرژی های ذرات تشکیل دهنده جسم‌.

• -انرژی درونی با افزایش دما، افزایش می‌یابد.
• -انرژی درونی یک جسم به تعداد ذرات تشکیل دهنده و هم به انرژی هر ذره بستگی دارد.

انرژی تلف شده را نمی‌توان دوباره برگرداند و ازش استفاده کرد. خوب! حالا بیایم این شکل را با در نظر گرفتن مقاومت هوا دوباره بررسی کنیم.

ملاحظه می‌شود با در نظر گرفتن مقاومت هوا، انرژی مکانیکی دیگر ثابت

نیست. در این حالت می‌توان کار انجام شده توسط نیروهای اتلافی را از رابطه‌ی

زیر محاسبه کنیم:

• -در حضور نیروهای اتلافی، انرژی مکانیکی پایسته نمی‌ماند.
• -کاهش انرژی مکانیکی بصورت افزایش انرژی درونی خود را نشان می‌دهد.

? قانون پایستگی انرژی رابیان کنید: دریک سامانه‌ی منزوی (یعنی نه بهش انرژی وارد بشه نه ازش انرژی خارج) مجموع‌کل انرژی‌ها پایسته می‌ماند. به عبارت دیگر انرژی نه از بین می‌رود و نه بوجود می‌آید . بلکه از نوعی به نوع دیگر تبدیل می‌شود. تا الان هیچ موردی پیدا نشده است که این قانون را نقض کند.

سؤال چالشی: آیا همیشه در حضور نیروهای اتلافی، انرژی مکانیکی پایسته نمی‌ماند؟