Номер 5, страница 258 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Вопросы. Параграф 45. Термодинамическая система. Внутренняя энергия и способы её изменения. Глава 7. Основы молекулярно-кинетической теории и термодинамики. Молекулярная физика и термодинамика - номер 5, страница 258.

Условие.

5. Перечислите известные вам способы изменения внутренней энергии.

Решение.

5. Внутренняя энергия тела (или системы тел) — это сумма кинетической энергии хаотического движения всех его частиц (молекул, атомов) и потенциальной энергии их взаимодействия. Согласно первому закону термодинамики, изменить внутреннюю энергию можно двумя способами. Математически это выражается формулой:

$\Delta U = Q + A$

где $\Delta U$ – изменение внутренней энергии, $Q$ – количество теплоты, переданное системе, а $A$ – работа, совершённая над системой внешними силами.

Таким образом, способами изменения внутренней энергии являются:

1. Совершение механической работы.

Внутренняя энергия изменяется, когда внешние силы совершают работу над телом или когда само тело совершает работу над внешними телами.

• Если над телом совершается работа (например, сжатие газа, трение, деформация), его внутренняя энергия увеличивается.

• Если тело само совершает работу (например, газ расширяется и толкает поршень), его внутренняя энергия уменьшается.

2. Теплопередача (теплообмен).

Это процесс изменения внутренней энергии без совершения работы, который происходит при контакте тел с разной температурой. Существует три вида теплопередачи:

• Теплопроводность – перенос энергии от более нагретых частей тела к менее нагретым вследствие теплового движения и взаимодействия частиц. Происходит в твёрдых телах, жидкостях и газах. Пример: нагревание металлической ложки, опущенной в горячий чай.

• Конвекция – перенос энергии потоками жидкости или газа. Нагретые слои вещества имеют меньшую плотность и поднимаются вверх, а более холодные и плотные опускаются вниз. Пример: кипение воды, работа системы отопления в доме.

• Излучение – перенос энергии с помощью электромагнитных волн (в основном инфракрасного диапазона). Этот вид теплопередачи возможен даже в вакууме. Пример: передача тепла от Солнца к Земле, тепло от костра или камина.

Ответ: Существует два способа изменения внутренней энергии: совершение механической работы и теплопередача (которая, в свою очередь, делится на теплопроводность, конвекцию и излучение).