1. Тепловая и кинетическая энергия — это одно и то же? Если да, то почему? 2. Дайте определение температуре. 3. Дайте определение энергии химической связи.

1. Тепловая и кинетическая энергия — не совсем одно и то же.

Кинетическая энергия — это энергия движения тела или частицы. Например, летящий мяч обладает кинетической энергией, потому что движется как единое целое.

Тепловая энергия связана с хаотическим движением и взаимодействием огромного числа частиц вещества: атомов, молекул, ионов. В её состав обычно входят:

• кинетическая энергия беспорядочного движения частиц;

• потенциальная энергия их взаимодействия друг с другом.

Поэтому для реальных жидкостей и твёрдых тел тепловую энергию нельзя свести только к кинетической: частицы не только движутся, но и притягиваются или отталкиваются, колеблются около положений равновесия.

Однако в модели идеального одноатомного газа взаимодействием молекул пренебрегают. В таком случае внутренняя энергия газа состоит только из кинетической энергии хаотического движения его молекул. Именно поэтому иногда говорят, что тепловая энергия газа — это кинетическая энергия молекул. Это верно лишь для такой упрощённой модели.

Важно также не путать тепловую энергию с теплотой. Теплота — это энергия, передаваемая от одного тела к другому из-за разности температур. Когда передача закончилась, говорят уже об изменении внутренней энергии тела, а не о «теплоте, находящейся в теле».

2. Температура — это физическая величина, характеризующая тепловое состояние тела и определяющая направление теплообмена.

Если два тела соприкасаются, энергия в форме теплоты самопроизвольно передаётся от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой. Когда их температуры становятся одинаковыми, устанавливается тепловое равновесие и теплообмен прекращается.

На микроскопическом уровне температура связана с интенсивностью хаотического движения частиц. Для идеального газа она прямо пропорциональна средней кинетической энергии поступательного движения молекул: чем выше температура, тем быстрее в среднем движутся молекулы.

Но температура не равна энергии и не всегда прямо определяется только скоростью частиц. Например, в твёрдом теле существенны также колебания атомов и энергия их взаимодействия. В термодинамике температура определяется более строго как величина, связанная с изменением энтропии при передаче энергии.

3. Энергия химической связи — это энергия, характеризующая прочность связи между атомами в молекуле или кристалле.

Обычно под энергией химической связи понимают энергию, которую нужно сообщить системе, чтобы разорвать данную связь и удалить связанные атомы на большое расстояние друг от друга. Чем больше энергия связи, тем прочнее связь и тем труднее её разорвать.

Например, для разрыва связи между двумя атомами требуется затратить энергию. При образовании этой же связи примерно такое же количество энергии, наоборот, выделяется. Поэтому образование устойчивых химических связей обычно сопровождается выделением энергии, а их разрыв — поглощением энергии.

Энергия химической связи является частью потенциальной энергии взаимодействия атомов и электронов в веществе. Она зависит от природы атомов, типа связи, расстояния между атомами и окружения в молекуле.