Номер 3, страница 259 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Молекулярная физика и термодинамика. Глава 7. Основы молекулярно-кинетической теории и термодинамики. Параграф 45. Термодинамическая система. Внутренняя энергия и способы её изменения. Упражнения - номер 3, страница 259.

Условие.

3. При протекании электрического тока по спирали лампы электрические силы совершили работу 100 Дж. При этом за счёт теплопроводности в окружающую среду было передано 80 Дж. Определите энергию, выделившуюся в виде электромагнитного излучения, считая внутреннюю энергию лампы неизменной.

Решение.

Дано:

Работа электрических сил, $A = 100 \text{ Дж}$

Количество теплоты, переданное в окружающую среду за счёт теплопроводности, $Q = 80 \text{ Дж}$

Изменение внутренней энергии лампы, $\Delta U = 0$

Найти:

Энергия, выделившаяся в виде электромагнитного излучения, $E_{изл}$ - ?

Решение:

Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения энергии. Работа, совершённая электрическими силами при протекании тока по спирали лампы, расходуется на передачу тепла окружающей среде и на электромагнитное излучение. Изменение внутренней энергии самой лампы при этом равно нулю, как указано в условии.

Запишем уравнение энергетического баланса:

$A = Q + E_{изл} + \Delta U$

где $A$ – работа электрического тока, $Q$ – количество теплоты, переданное среде, $E_{изл}$ – энергия излучения, а $\Delta U$ – изменение внутренней энергии.

Так как по условию внутренняя энергия лампы не изменяется, то $\Delta U = 0$. Уравнение принимает вид:

$A = Q + E_{изл}$

Выразим из этого уравнения искомую энергию электромагнитного излучения:

$E_{изл} = A - Q$

Подставим известные значения в формулу:

$E_{изл} = 100 \text{ Дж} - 80 \text{ Дж} = 20 \text{ Дж}$

Ответ: 20 Дж.