Question

Один металический цилиндр натерли куском сукна, совершив работу А1=1 Дж, а другой такой же цилиндр подняли вверх, совершив работу А2=1 Дж. Одинаково ли изменилась их внутренняя энергия? Почему?

Answer 1

В первом случае совершили работу над системой сл-но увеличили внутреннюю энергию.

Во втором случае совершили работу по поднятию груза против силы тяготения сл-но увеличили потенциальную энергию системы. Внутренняя энергия при этом не изменилась.

Answer 2

Изменилась ли их внутренняя энергия одинаково или нет зависит от того, какая форма работы была выполнена на каждом цилиндре.

1. Первый цилиндр натерли куском сукна, совершив работу А1=1 Дж. В данном случае работа была совершена внешней силой на цилиндре, приложенной к поверхности цилиндра, чтобы преодолеть трение между сукном и цилиндром. Работа преобразуется во внутреннюю энергию цилиндра, вызывая его нагрев. Таким образом, внутренняя энергия первого цилиндра увеличилась.

2. Второй цилиндр подняли вверх, совершив работу А2=1 Дж. Здесь работа была совершена против силы тяжести, чтобы поднять цилиндр на высоту. Работа преобразуется в потенциальную энергию цилиндра, связанную с его положением в гравитационном поле Земли. Внутренняя энергия второго цилиндра не изменяется, поскольку работа была совершена внешней силой, но не связана с изменением его внутренней энергии.

Таким образом, изменение внутренней энергии разных цилиндров будет разным. Внутренняя энергия первого цилиндра увеличится из-за нагрева, вызванного трением, тогда как внутренняя энергия второго цилиндра не изменится, поскольку работа, совершенная на него, связана с его положением в гравитационном поле.