Номер 13, страница 258 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Молекулярная физика и термодинамика. Глава 6. Термодинамика. Параграф 31. Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики - номер 13, страница 258.

Условие.

13. Изменяется ли внутренняя энергия идеального газа при изотермическом сжатии?

Решение.

Решение

Внутренняя энергия идеального газа является функцией только его температуры. Это связано с тем, что в модели идеального газа пренебрегают потенциальной энергией взаимодействия между молекулами, и вся внутренняя энергия сводится к сумме кинетических энергий хаотического движения его частиц.

Формула для внутренней энергии идеального газа выглядит следующим образом:

$U = \frac{i}{2} \nu R T$

где $\text{U}$ — внутренняя энергия, $\text{i}$ — число степеней свободы молекул газа, $\nu$ — количество вещества, $\text{R}$ — универсальная газовая постоянная, а $\text{T}$ — абсолютная температура.

Изменение внутренней энергии $\Delta U$ зависит от изменения температуры $\Delta T$:

$\Delta U = \frac{i}{2} \nu R \Delta T$

Изотермический процесс по определению — это процесс, который происходит при постоянной температуре ($T = \text{const}$). Следовательно, для любого изотермического процесса, включая изотермическое сжатие, изменение температуры равно нулю ($\Delta T = 0$).

Подставляя это значение в формулу для изменения внутренней энергии, получаем:

$\Delta U = \frac{i}{2} \nu R \cdot 0 = 0$

Это означает, что внутренняя энергия идеального газа в ходе изотермического процесса не изменяется.

Ответ: Нет, внутренняя энергия идеального газа при изотермическом сжатии не изменяется, поскольку она зависит только от температуры, а температура в изотермическом процессе остается постоянной.