В окружающем нас мире происходят различные физические явления, которые связаны с нагреванием и охлаждением тел. Мы знаем, что при нагревании холодная вода вначале становится тёплой, а затем горячей.
Любые явления, связанные с нагреванием или охлаждением тел, с изменением температуры, называются тепловыми.
При изучении тепловых явлений учитывают только энергию молекул, потому что она изменяется главным образом в этих явлениях. Кинетическая энергия всех молекул, из которых состоит тело, вместе с потенциальной энергией взаимодействия этих частиц составляют внутреннюю энергию тела.
Внутренняя энергия зависит от температуры тела и агрегатного состояния вещества. Она не является какой-то постоянной величиной. У одного и того же тела внутренняя энергия может изменяться.
При повышении температуры внутренняя энергия тела увеличивается, так как увеличивается средняя скорость движения молекул. Следовательно, возрастает кинетическая энергия молекул этого тела. С понижением температуры наоборот, внутренняя энергия тела уменьшается. Внутреннюю энергию тела можно изменить путём совершения механической работы. Процесс изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или самим телом называется теплопередачей или теплообменом.
Теплообмен всегда происходит в определённом направлении: от тел с более высокой температурой к телам с более низкой. В этом нас убеждают многочисленные наблюдения, даже на бытовом уровне (ложка в стакане с чаем нагревается, чай остывает; кастрюля с горячей водой отдаёт тепло воздуху и остывает, воздух вокруг неё нагревается и т.д.)
Когда температура тел выравнивается, процесс теплообмена прекращается, т.е. наступает тепловое равновесие.
Простое и понятное утверждение о том, что самостоятельно теплота переходит только от тел с более высокой температурой к телам с меньшей температурой, а не наоборот, является одним из основополагающих законов в физике, и называются II законом термодинамики, этот закон был сформулирован в XVIII веке немецким учёным Рудольфом Клаузиусом.
Комментарии