Աննա Հովհաննիսյան

1. Ներքին էներգիա
Աննա Հովհաննիսյան

2. • Ներքին էներգիա, մարմնի մասնիկների՝ մարմնի զանգվածների կենտրոնի
նկատմամբ քաոսային շարժման կինետիկ էներգիաների և
փոխազդեցության պոտենցիալ էներգիաների գումարն
է։ Ջերմադինամիկան ուսումնասիրում է մակրոսկոպական մարմիններում տեղի
ունեցող ջերմային երևույթները։ Իսկ մակրոսկոպական մարկմինները բացի
մեխանիկական էներգիայից օժտված են նաև ներքին էներգիայով։ Ծանոթ լինելով
մոլեկուլային-կինետիկ տեսության հիմնադրույթներին՝ դժվար չէ հասկանալ, թե ինչ
ծագում ունի մարմնի ներքին էներգիան։ Քանի որ մարմնի մասնիկները անընդհատ
շարժման մեջ են և փոխազդում են միմյանց հետ ապա մարմինը օժտված
կլինի էներգիայով, որն անվանում են ներքին էներգիա։ Մարմնի ներքին էներգիայի
մեջ ներդրում չի տալիս մարմնի՝ որպես ամբողջություն. շարժման կինետիկ
էներգիան և այլ մարմինների հետ փոծազդեցության պոտենցիալ էներգիան։ Ներքին
էներգիայի մեջ հաշվառվում են նաև ատոմների և մոլեկուլների էլեկտրոնների և
միջուկների շարժման և փոխազդեցության էներգիան, սակայն ջերմադինամիկայում
դիտարկվող ջերմաստիճանների փոփոխությունների համար այդ ներմասնիկային
էներգիան մնում է հաստատուն, ուստի՝ այն ջերմային պրոցեսներն ուսունասիրոլիս
կարելի է հաշվի չառնել։

3. • Եթե մարմինը դադարի վիճակում է և չի փոխազդում այլ մարմինների հետ՝
ապա լրիվ էներգիան համընկնում է ներքին էներգիայի հետ։ Քանի որ
ջերմադինամիկական համակարգի վիճակը միարժեքորեն որոշվում է
մակրոսկոպական պարամետրով, ապա ներքին էներգիան ևս միարժեքորեն
կախված է այդ պարամետրից։ Իրոք, մասնիկների շարժման միջին
կինետիկ էներգիան կախված է մարմնի T ջերմաստիճանից, իսկ նրանց
փոխազդեցության էներգիան միջմասնիկային միջին հեռավորությունից,
ուստի՝ և մարմնի V ծավալից։ Այսպիսով մարմնի ներքին էներգիան
կախված է մարմնի ջերմաստիճանից և ծավալից։

4. • Մարմինների միջև ջերմափոխանակություն հնարավոր է, եթե այդ
մարմինների ջերմաստիճանները տարբեր են: Ընդ որում,
ջերմափոխանակության հետևանքով սառը մարմինը տաքանում է, իսկ
տաքը` սառչում: Այսինքն, բարձր ջերմաստիճան ունեցող մարմնի ներքին
էներգիայի մի մասը հաղորդվում է ցածր ջերմաստիճան ունեցող մարմնին:
Նույնն է նաև, եթե ասենք՝ տաք մարմնի մոլեկուլների ջերմային շարժման
կինետիկ էներգիայի մի մասը փոխանցվում է սառը մարմնի մոլեկուլներին:
•
• Թեյի գդալի օրինակում դա տեղի է ունենում այսպես. գդալի և ջրի հպվող
մասերում, տաք ջրի և սառը մետաղի մոլեկուլները ջերմային շարժման
հետևանքով բախվում են միմյանց: Դրա հետևանքով ավելի մեծ կինետիկ
էներգիա ունեցող ջրի մոլեկուլները իրենց էներգիայի մի մասը տալիս են
մետաղի մոլեկուլներին: Արդյունքում ջրի մոլեկուլների կինետիկ էներգիան
նվազում է, իսկ գդալի մասնիկների կինետիկ էներգիան՝ աճում, այսինքն՝
գդալը տաքանում է, իսկ ջուրը` սառչում: Դա շարունակվում է, մինչև որ ջրի և
գդալի ջերմաստիճանները հավասարվում են:

5. • Այսպիսով՝ գոյություն ունի ներքին էներգիայի փոփոխման երկու
եղանակ՝ 1) աշխատանք կատարելով և 2)ջերմափոխանակությամբ:
• Այս եղանակներից առաջինի իրականացման դեպքում մարմնի մեխանիկական
էներգիան փոխակերպվում է ներքին էներգիայի կամ հակառակը: Երկրորդ
եղանակի դեպքում մի մարմնի ներքին էներգիայի մի մասը հաղորդվում է մյուս
մարմնին` առանց աշխատանք կատարելու:
•
• Երկու եղանակներն էլ հանգեցնում են միանման արդյունքի: Այսինքն`
վերջնական արդյունքով հնարավոր չէ որոշել, թե հատկապես ո՛ր եղանակով է
փոխվել մարմնի ներքին էներգիան: Այսպես՝ սեղանի վրայից վերցնելով
պողպատե տաք շյուղը՝ մենք չենք կարող ասել, թե որ եղանակով են այն
տաքացրել՝ շփմա՞ն, թե՞ տաք մարմնի հետ հպման միջոցով: Սկզբունքորեն կարող
է լինել և՛ մեկը, և՛ մյուսը, ինչպես նաև երկուսը միաժամանակ: