Номер 3, страница 257 - 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 3, страница 257.

Условие.

3. Сравните два способа изменения внутренней энергии: что у них общего и чем они различаются?

Решение.

Существует два способа изменения внутренней энергии тела: совершение работы и теплопередача. Сравним их.

Общее

И совершение работы, и теплопередача являются способами передачи энергии, которые приводят к изменению внутренней энергии ($\text{U}$) системы. Связь между этими величинами описывается первым началом термодинамики: $\Delta U = Q + A'$, где $\Delta U$ — изменение внутренней энергии, $\text{Q}$ — количество теплоты, переданное системе, а $A'$ — работа, совершенная над системой. В результате обоих процессов меняется состояние системы (например, её температура). И работа, и количество теплоты являются мерами переданной энергии и измеряются в джоулях (Дж).

Различия

Ключевое различие заключается в механизме передачи энергии. Совершение работы — это макроскопический, упорядоченный процесс, связанный с перемещением тела или его частей под действием силы (например, сжатие газа поршнем). Энергия при этом передается за счет направленного движения. Теплопередача — это микроскопический, хаотический процесс передачи энергии от частиц с большей кинетической энергией (более высокая температура) к частицам с меньшей кинетической энергией (более низкая температура) за счет их случайных столкновений. Таким образом, работа связана с изменением макроскопических параметров системы (объема, положения), а теплопередача — с разностью температур.

Ответ: Общее у двух способов изменения внутренней энергии (работы и теплопередачи) то, что оба являются процессами передачи энергии, измеряются в джоулях и приводят к изменению состояния системы. Различаются они механизмом передачи энергии: работа — это упорядоченный, макроскопический способ, связанный с действием силы, а теплопередача — хаотический, микроскопический способ, обусловленный разностью температур.