Происходит ли изменение внутренней энергии следующих тел:
а) тормозных колодок при трении об обод колеса;
б) детали при нагревании её в термической печи;
в) метеорита при вхождении в толстые слои атмосферы?
Можно ли сказать, что эти тела получили количество теплоты?

Для ответа на данный вопрос необходимо рассмотреть теоретические аспекты, связанные с внутренней энергией и передачей тепла.

Внутренняя энергия — это сумма кинетической энергии движения молекул и потенциальной энергии их взаимодействия. Внутренняя энергия тела может изменяться при нагревании, охлаждении или выполнении работы над телом (или телом над чем−либо).

Изменение внутренней энергии.
Внутренняя энергия тела может изменяться двумя основными способами:
1. Передача тепла — когда тело получает или отдает количество тепла, например, при нагревании или охлаждении.
2. Выполнение работы — при деформации тела, трении, рассеивании энергии или других процессах, связанных с преобразованием энергии.

Изменение внутренней энергии происходит, если энергия передается телу или от тела.

Количество теплоты — это энергия, которая передается от одного тела другому в результате теплового взаимодействия. Количество теплоты обозначается буквой $ Q $ и измеряется в джоулях (Дж). Тепло передается:
− от более горячего тела к более холодному;
− путем теплопередачи (теплопроводность, конвекция или излучение).

Работа и теплота.
Согласно первому закону термодинамики, изменение внутренней энергии тела $ \Delta U $ определяется как сумма количества теплоты $ Q $, переданного телу, и работы $ A $, совершенной над телом:
$$ \Delta U = Q + A $$

Если тело получает количество теплоты, то его внутренняя энергия возрастает (при отсутствии работы). Если над телом совершается работа, внутренняя энергия также меняется.

Рассмотрим ситуации, описанные в задаче:

а) Тормозные колодки при трении об обод колеса.
При трении между тормозными колодками и ободом колеса часть механической энергии преобразуется в тепловую энергию. Это происходит из−за работы силы трения, которая вызывает повышение температуры колодок. В результате внутренняя энергия колодок увеличивается.

б) Деталь при нагревании её в термической печи.
Когда деталь помещается в нагретую печь, она получает количество теплоты от горячего воздуха или нагревательных элементов печи. Энергия передается детали, повышая её температуру. В данном случае внутренняя энергия детали увеличивается за счет теплопередачи.

в) Метеорит при вхождении в толстые слои атмосферы.
В процессе вхождения метеорита в атмосферу происходит интенсивное трение между его поверхностью и молекулами воздуха. Это трение приводит к выделению тепла, нагреву поверхности метеорита и изменению его внутренней энергии. Здесь внутренняя энергия изменяется как за счет работы силы трения, так и за счет нагрева.

Можно ли сказать, что эти тела получили количество теплоты?
Для ответа на этот вопрос необходимо учитывать механизм изменения внутренней энергии:
− Если внутренняя энергия тела изменилась из−за теплопередачи (например, при нагревании детали в печи), то тело получает количество теплоты.
− Если внутренняя энергия тела изменилась из−за работы (например, трение тормозных колодок или метеорита при входе в атмосферу), то теплота передается косвенно, а основным механизмом изменения внутренней энергии является работа.

Таким образом, возможность утверждения о получении количества теплоты зависит от конкретного механизма изменения внутренней энергии в каждом случае.