Номер 6, страница 184 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

6. Из чего складывается внутренняя энергия идеального газа?

6. Внутренняя энергия любого термодинамического тела в общем случае складывается из двух основных компонентов:

1. Кинетической энергии хаотического (теплового) движения всех его частиц (молекул, атомов, ионов).

2. Потенциальной энергии взаимодействия этих частиц друг с другом.

Однако модель идеального газа вводит ключевые упрощения. Основное допущение этой модели заключается в том, что взаимодействием между молекулами газа можно пренебречь. Считается, что молекулы не притягиваются и не отталкиваются друг от друга на расстоянии, а их столкновения являются абсолютно упругими. Также сами молекулы рассматриваются как материальные точки, не имеющие объема.

Из-за этого допущения потенциальная энергия взаимодействия молекул идеального газа считается равной нулю. Таким образом, вся внутренняя энергия идеального газа сводится только к первому компоненту — сумме кинетических энергий теплового движения всех его молекул.

Эта кинетическая энергия, в свою очередь, может состоять из:

• Энергии поступательного движения молекул.

• Энергии вращательного движения молекул (для многоатомных газов).

• Энергии колебательного движения атомов внутри молекул (проявляется при высоких температурах).

Внутренняя энергия идеального газа ($\text{U}$) зависит только от его температуры и количества вещества. Для $\nu$ молей газа она выражается формулой:

$U = \frac{i}{2} \nu R T$

где i – число степеней свободы молекулы (зависит от её атомарности), $\nu$ – количество вещества, R – универсальная газовая постоянная, а T – абсолютная температура.

Ответ: Внутренняя энергия идеального газа складывается из суммы кинетических энергий хаотического (теплового) движения всех его молекул. Потенциальная энергия взаимодействия молекул в модели идеального газа считается равной нулю, и ею пренебрегают.