Номер 23, страница 59, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Молекулярная физика и термодинамика. Глава VI. Термодинамика. Параграф 31. Первый закон термодинамики - номер 23, страница 59.

Условие.

23. Как изменилась внутренняя энергия данной массы газа, если газ получил количество теплоты, равное 300 Дж, и совершил при этом работу, равную 200 Дж?

Решение 2.

Дано:

Количество теплоты, полученное газом, $Q = 300$ Дж

Работа, совершенная газом, $A = 200$ Дж

Найти:

Изменение внутренней энергии газа, $\Delta U$

Решение:

Для решения этой задачи воспользуемся первым законом термодинамики. Согласно этому закону, количество теплоты ($\text{Q}$), переданное системе, идет на изменение ее внутренней энергии ($\Delta U$) и на совершение системой работы ($\text{A}$) над внешними телами.

Математически первый закон термодинамики выражается следующей формулой:

$Q = \Delta U + A$

Чтобы найти изменение внутренней энергии $\Delta U$, выразим его из этой формулы:

$\Delta U = Q - A$

По условию задачи, газ получил количество теплоты, поэтому величина $\text{Q}$ положительна: $Q = 300$ Дж. Газ сам совершил работу, поэтому работа $\text{A}$ также положительна: $A = 200$ Дж.

Теперь подставим числовые значения в формулу для изменения внутренней энергии:

$\Delta U = 300 \text{ Дж} - 200 \text{ Дж} = 100 \text{ Дж}$

Поскольку полученное значение $\Delta U$ положительно, это означает, что внутренняя энергия газа увеличилась.

Ответ: внутренняя энергия газа увеличилась на 100 Дж.