Как изменяется внутренняя энергия системы во время выполнения работы против внешних сил (рис. 20)?

Внутренняя энергия системы, обозначаемая как \(U\), обычно определяется как сумма кинетической энергии (\(K\)) и потенциальной энергии (\(P\)) всех ее составляющих:

\[U = K + P\]

Когда система выполняет работу против внешних сил, внутренняя энергия системы может изменяться. Для лучшего понимания этого процесса давайте рассмотрим рисунок 20, чтобы уяснить, как изменяется внутренняя энергия системы.

Похоже, у вас есть рисунок, поэтому давайте разберем его пошагово.

На рисунке 20 видно, что система состоит из некоторых объектов и взаимодействует с внешними силами. Когда система выполняет работу против этих внешних сил, происходит изменение внутренней энергии системы.

1. Начальное состояние системы: Обратите внимание на начальное состояние системы на рисунке 20. В этом состоянии система имеет определенную внутреннюю энергию \(U_1\).

2. Работа против внешних сил: В процессе выполнения работы против внешних сил, система совершает механическую работу. Эта работа может быть вызвана, например, при перемещении объектов или противодействии гравитации.

3. Изменение внутренней энергии: В результате совершения работы против внешних сил, внутренняя энергия системы изменяется. Обозначим это изменение как \(\Delta U\). Если система совершает положительную работу против внешних сил, то \(\Delta U\) будет положительным (внутренняя энергия увеличивается). Если системе приходится преодолевать силы трения или совершать работу противоположную направлению ее движения, то \(\Delta U\) будет отрицательным (внутренняя энергия уменьшается).

4. Конечное состояние системы: В конечном состоянии системы, как показано на рисунке 20, ее внутренняя энергия становится \(U_2\). Обычно это состояние системы бывает после того, как она совершила работу против внешних сил и достигла нового равновесия.

Таким образом, внутренняя энергия системы изменяется в результате работы, совершенной ею против внешних сил. Изменение внутренней энергии \(\Delta U\) может быть положительным или отрицательным в зависимости от характера совершаемой работы.

Надеюсь, что данное подробное объяснение поможет вам понять, как изменяется внутренняя энергия системы при выполнении работы против внешних сил.