А как энергия передается? Один способ мы привыкли видеть в бильярде: через столкновение от частицы к частице.

Можно привести в контакт два тела с разными температурами, и частицы горячего тела с большей энергией «растолкают» частицы холодного тела с меньшей (см. рис. 7).

Взаимодействие горячего и холодного тел

Рис. 7. Взаимодействие горячего и холодного тел

Частицы с большей энергией могут переместиться внутри вещества и там передать энергию (см. рис. 8).

Перемещение частиц внутри вещества

Рис. 8. Перемещение частиц внутри вещества

Как вода в кастрюле возле дна нагревается, устремляется вверх и смешивается с холодной водой на поверхности, передавая ей энергию (см. рис. 9).

Нагрев воды в кастрюле

Рис. 9. Нагрев воды в кастрюле

Можно взять кусок железа и бить по нему молотком – железо нагреется. Здесь происходит, по сути, то же самое: совершая работу над телом, мы «расталкиваем» его частицы (см. рис. 10).

Нагрев железа

Рис. 10. Нагрев железа

Передаем им энергию.

Есть второй, особенный способ передачи энергии: через излучение. Оказывается, чтобы энергия передалась, частицам не обязательно контактировать. Энергия может передаваться на расстоянии и без столкновений частиц, посредством электромагнитного излучения (см. рис. 11).

Передача энергии на расстоянии

Рис. 11. Передача энергии на расстоянии

Так энергия Солнца достигает Земли.

Вспомним закон сохранения механической энергии: в изолированной системе, в которой действуют только консервативные силы, полная механическая энергия сохраняется. Энергия передается от одного тела к другому и превращается из одного вида в другой. А куда же исчезает механическая энергия при наличии неконсервативных сил? Она как раз и превращается во внутреннюю.

Нет идеальных изолированных систем. Всё состоит из молекул, и контактов с ними не избежать. К тому же, энергия может передаваться и через излучение. Однако мы можем как угодно точно приблизиться к изолированной системе, к идеальной модели.

Число пи тоже нельзя записать конечным числом цифр. Можно расписать его с точностью до миллионных и точнее, приближаясь к идеалу. Но наши линейки измеряют с точностью до миллиметра, так что считать пи с точностью до сотых равным 3,14 нам чаще всего достаточно.

Так мы можем решать задачу о температуре чая в чашке и считать систему «чай + чашка» изолированной. Мы не учтем открытое рядом окно или включенную печку, если нам не нужна такая точность (см. рис. 12).

Можно выбирать изолированную систему

Рис. 12. Можно выбирать изолированную систему

При необходимости можно включить в систему даже тепловыделение кота под столом, тогда мы еще больше приблизимся к идеальной изолированной системе, только расчеты усложнятся, но нужно ли это нам? Мы всё измеряем с конечной точностью, и сами решаем, чем можно пренебречь.

Список литературы

Соколович Ю. А., Богданова Г. С. Физика: Справочник с примерами решения задач. – 2-е издание передел. – X.: Веста: Издательство «Ранок», 2005. – 464 с.
А. В. Перышкин. Физика 8 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений. – М.: Дрофа, 2013. – 237 с.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

Интернет-портал «school-collection.edu.ru» (Источник)
Интернет-портал «educon.by» (Источник)
Интернет-портал «indigomath.ru» (Источник)

Домашнее задание

Что такое молекула?
Какие вы знаете способы передачи энергии?
Что такое излучение?