5. Внутренняя энергия тела и способы её изменения. Изменение внутренней энергии тела при нагревании. Первое начало термодинамики. Обратимые и необратимые процессы. Понятие о втором начале термодинамики.

5. Внутренняя энергия и её изменения. Законы термодинамики.

Внутренняя энергия (U) — это энергия хаотического теплового движения частиц вещества и энергия их взаимодействия.

Способы изменения внутренней энергии:

1. Теплопередача (теплота): передача энергии от более нагретого тела к менее нагретому без совершения работы.
2. Механическая работа: совершение работы над телом (например, при сжатии газа) или телом (например, при расширении газа).

Изменение внутренней энергии при нагревании: При нагревании внутренняя энергия тела увеличивается, при охлаждении — уменьшается.

Первое начало термодинамики: Изменение внутренней энергии тела равно сумме работы, совершённой над телом внешними силами, и количества теплоты, переданного телу: \( \Delta U = A + Q \).

Обратимые процессы: процессы, которые могут быть проведены в обратном направлении без следа в природе.

Необратимые процессы: процессы, которые не могут быть проведены в обратном направлении без изменения состояния окружающей среды.

Второе начало термодинамики: Невозможно создать вечный двигатель второго рода (машину, которая бы только забирала теплоту у нагревателя и полностью превращала её в работу). В природе тепло самопроизвольно переходит от более нагретого тела к менее нагретому.