Когда мы трём спичку о коробок с спичками, происходит ряд интересных физических и химических процессов, которые в результате приводят к возгоранию спички. Этот светящийся искорки, воспламеняется серу, содержащуюся в головке спички, которая, в свою очередь, запалена фосфором.
Возгорание спички — это поразительно сложный процесс, требующий определенных условий и реакций. Когда мы трём спичку о коробок, происходит механическое трение между двумя поверхностями. При этом, молекулы серы начинают реагировать с молекулами воздуха.
Внутренняя энергия системы изменяется во время трения спички о коробок. При трении, энергия передаётся от одной частицы к другой через контактное воздействие. Так как процесс механического трения генерирует тепло, это может привести к повышению температуры в зоне трения.
Между тем, значительная часть энергии при трении спички и коробка остаётся в системе как энергия внутренних связей (интермолекулярные силы внутри спички и коробка). В конце концов, эта энергия преобразуется в тепло.
Тепло, выделяющееся при трении, вызывает нагревание молекулярной структуры головки спички. При достижении определенной температуры, происходит химическая реакция между фосфором и серой, что приводит к возгоранию спички.
Реакция между серой и фосфором является окислительно-восстановительной реакцией, когда энергия освобождается в процессе окисления и восстановления атомов и молекул веществ. Сера обладает свойством принимать электроны при окислении, а фосфор отдаёт электроны при восстановлении, эта реакция сопровождается выделением большого количества энергии в виде тепла и света.
Так что, когда спичка трется о коробок, изменение внутренней энергии происходит в нескольких стадиях: сначала механическое трение приводит к нагреванию, затем химическая реакция между серой и фосфором происходит с высвобождением энергии в виде тепла и света.
Однако, важно отметить, что внутренняя энергия системы определенной спички и коробка не изменяется великой в масштабе процесса. Изменение энергии происходит в изолированной системе, с учетом консервативной природы механической и химической энергии. В целом, это подходит в рамки закона сохранения энергии – энергии не могут быть ни созданы, ни уничтожены, они могут только преобразовываться из одной формы в другую.
Таким образом, трение спички о коробок вызывает изменение внутренней энергии системы, генерирует и передает тепло и вызывает химическую реакцию, которая приводит к возгоранию спички. Весь этот процесс можно рассматривать с точки зрения изменения внутренней энергии и закона сохранения энергии.