Номер 1, страница 230 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Молекулярная физика. Глава 9. Основы термодинамики. Параграф 41. Внутренняя энергия термодинамической системы. Адиабатический процесс. Работа газа в термодинамике. Вопросы - номер 1, страница 230.

Условие.

1. Используя введение к главе, объясните понятие внутренней энергии макроскопической системы с точки зрения молекулярно-кинетической теории.

Решение.

1. Согласно молекулярно-кинетической теории (МКТ), любое макроскопическое тело (система) состоит из огромного числа частиц (атомов, молекул, ионов). Эти частицы находятся в непрерывном и хаотическом (беспорядочном) движении и взаимодействуют друг с другом силами притяжения и отталкивания.

С движением и взаимодействием частиц связана их энергия. Внутренняя энергия системы складывается из двух основных компонентов.

Первый компонент — это кинетическая энергия хаотического (теплового) движения всех частиц. Эта энергия напрямую связана с температурой тела: чем выше температура, тем больше средняя скорость движения частиц и, следовательно, больше их суммарная кинетическая энергия.

Второй компонент — это потенциальная энергия взаимодействия частиц друг с другом. Эта энергия определяется взаимным расположением частиц и силами, действующими между ними. Значение этой энергии зависит от агрегатного состояния вещества (газ, жидкость, твердое тело) и расстояния между частицами. Например, в модели идеального газа потенциальной энергией взаимодействия молекул пренебрегают.

Таким образом, с точки зрения молекулярно-кинетической теории, внутренняя энергия макроскопической системы — это сумма кинетических энергий хаотического движения всех частиц этой системы и потенциальных энергий их взаимодействия друг с другом. Внутреннюю энергию обозначают буквой $\text{U}$ и определяют как сумму суммарной кинетической ($E_к$) и потенциальной ($E_п$) энергий частиц: $U = E_к + E_п$.

Важно отличать внутреннюю энергию от механической энергии. Кинетическая энергия движения системы как целого и ее потенциальная энергия во внешних полях (например, в поле силы тяжести) не входят в состав внутренней энергии.

Ответ: Внутренняя энергия макроскопической системы с точки зрения молекулярно-кинетической теории — это сумма кинетической энергии хаотического теплового движения всех составляющих ее частиц (молекул, атомов) и потенциальной энергии их взаимодействия друг с другом.