Физика. Молекулярная физика. Термодинамика

76 4.3. Понятия «энергия», «работа» и «теплота» Энергия . Каждая термодинамическая система обладает ха- рактеристической функцией состояния – энергией. Энергия – общая количественная мера движения и взаимодей- ствия всех видов материи. Материя – это то, что наполняет Вселен- ную, а энергия – то, что движет материю. В соответствии с различ- ными формами движения материи существуют разные формы энер- гии: механическая, тепловая (теплота), световая (энергия излучения), химическая, внутренняя, электромагнитная, ядерная и др. В свою очередь, механическая энергия бывает двух видов – кинетическая и потенциальная. Кинетическая энергия – это энергия движения. Величина кинетической энергии тела зависит от его мас- сы ( m ) и скорости ( v ) и определяется уравнением: 2 кин 1 2 E mv  . (4.4) Потенциальная энергия – это энергия, запасенная телом и зави- сящая от его положения или состава. Под полной энергией системы понимается сумма кинетичес- кой, потенциальной и внутренней энергий: кин пот E E E U    , (4.5) где Е кин – кинетическая энергия движения всей системы в целом; Е пот – потенциальная энергия всей системы в поле сил тяготения; U – внутренняя энергия системы. Слово «энергия» можно найти в трудах Аристотеля. Приставка «эн» означает «емкость», «содержание», а корень «эрг» происходит от слова «работа». Энергия системы однозначно зависит от параметров, характе- ризующих состояние системы. Согласно классической физике энер- гия любой системы меняется непрерывно и может принимать лю- бые значения. Квантовая теория утверждает, что энергия микрочас- тиц, движение которых происходит в ограниченном объеме простран- ства (например, электронов в атоме), принимает дискретный ряд зна- чений. Так, атомы испускают электромагнитную энергию в виде дис- кретных порций – световых квантов, или фотонов.