«Энциклопедический словарь физика», 1991:

<….>

Броуновское движение. Молекулы в твердом теле не движутся из одного конца в другой, а вибрируют вокруг равновесного положения. Таким образом, они обладают кинетической энергией. И в твердых телах, и в жидкостях каждая молекула обладает также и потенциальной энергией, потому что она связана с окружающими молекулами силами притяжения. Для увеличения расстояния между двумя молекулами должна быть проделана работа по преодолению сил притяжения между ними, и как следствие происходит увеличение потенциальной энергии этих молекул. Итак, энергия в твердых телах – это сочетание потенциальной энергии и кинетической энергии колебательного движения. Картина усложняется наличием кинетической энергии электронов, которые могут передвигаться по всему объему. Когда твердому телу передается энергия, то можно записать:

поглощенная энергия = увеличение внутренней кинетической энергии + увеличение внутренней потенциальной энергии.

Результатом этого является увеличение температуры твердого тела.

Теплота, принятая телом, является мерой изменения внутренней энергии тела.

Внутренняя энергия жидкости является сочетанием кинетической энергии движущихся молекул и потенциальной энергии взаимодействия между молекулами. Внутренняя энергия в газах преимущественно кинетическая, поскольку молекулы газа находятся в быстром движении и при нормальной температуре и давлении могут далеко отдаляться друг от друга, поэтому силы взаимодействия между этими молекулами малы.

Другие виды энергии

Химическая энергия

Когда происходят химические превращения, то высвобождается энергия – часто в виде тепла. Съедаемая нами пища медленно сгорает в наших телах и производит тепло, необходимое для поддержания температуры тела, и энергию, нужную для передвижения. Она также растит тело и «ремонтирует» клетки. Птицы сначала должны набрать массу тела перед миграцией, поскольку при длительном полете их масса будет уменьшаться по мере потребления ими запасенной энергии.

В ракете сгорает топливо, и химическая энергия превращается в тепло. Выработанные горячие газы выталкиваются в одном направлении, а ракета движется в противоположном направлении. Вы можете проиллюстрировать этот принцип, надув шарик и затем отпустив его. Воздух вырывается из шарика через надувное отверстие и заставляет его летать по комнате.

В электрическом фонаре химическая энергия, заключенная в батарее, превращается в электрическую энергию. Электрический заряд проходит через нить накаливания в стеклянном баллоне, где выделяется тепловая и световая энергия. Пропорция, в которой они высвобождаются, зависит от температуры нити накаливания. С возрастанием температуры часть энергии, выделяемой в виде света, становится больше. Всегда, однако, производится больше тепла, чем света, и лампа не является эффективным прибором для освещения. По мере выхода энергии химические вещества в батарее распадутся, тем самым действие батареи прекращается. Когда все химические вещества прореагируют, батарея перестанет действовать.

И тепловая, и световая энергия возникает, когда электрический заряд проходит через нить накаливания. Какова же разница между тепловой и световой энергией? И то и другое является электромагнитными волнами, но они имеют различные длины волн и, следовательно, различные частоты.

Энергия волн

Энергия Е, которой обладает электромагнитная волна, пропорциональна частоте ν этой волны:

энергия = постоянная х частота (E = hν)

Величина h известна, как постоянная Планка. Вы видите, что чем выше частота, тем больше энергия волны. Световые волны имеют более высо­кую частоту, чем тепловые, и поэтому несут в себе больше энергии. Это оз­начает, что для излучения света нужен более высокий уровень энергии, чем для излучения тепла.

Лучи – это электромагнитные волны, частота которых значительно больше, чем световых. Они имеют гораздо более высокую проникающую способность и могут быть опасными. При соседстве с α-лучами должна соблюдаться крайняя осторожность. Гамма-излучение имеет наивысшую частоту и, следовательно, самую большую энергию из всех электромагнитных излучений. Гамма-лучи приходят из окружающего пространства от естественного излучения радиоактивных веществ, а также излучаются при взрыве атомных бомб.