Номер 1, страница 280 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Вопросы. Параграф 57. Первый закон термодинамики. 10. Термодинамика. Молекулярная физика - номер 1, страница 280.

Условие.

1. Как определяется изменение внутренней энергии системы согласно первому закону термодинамики?

Решение.

1. Как определяется изменение внутренней энергии системы согласно первому закону термодинамики?

Первый закон термодинамики, также известный как первое начало термодинамики, представляет собой закон сохранения энергии, примененный к термодинамическим процессам. Он устанавливает связь между изменением внутренней энергии системы, количеством теплоты, переданным системе, и работой, совершенной системой или над системой.

Согласно первому закону термодинамики, изменение внутренней энергии ($ \Delta U $) термодинамической системы при переходе из одного состояния в другое равно сумме работы ($ A' $), совершенной внешними силами над системой, и количества теплоты ($ Q $), переданного системе.

Математически это выражается следующей формулой:

$\Delta U = Q + A'$

Существует также другая, более распространенная в курсе физики, форма записи этого закона, где $ A $ — это работа, совершаемая самой системой над внешними телами. Так как работа, совершаемая системой, противоположна по знаку работе, совершаемой над системой ($ A = -A' $), формула принимает вид:

$\Delta U = Q - A$

В этих формулах:

• $ \Delta U $ — изменение внутренней энергии системы. Это разница между конечной ($ U_2 $) и начальной ($ U_1 $) внутренней энергией. Измеряется в Джоулях (Дж).
• $ Q $ — количество теплоты, переданное системе. Если система получает теплоту (нагревается), $ Q > 0 $. Если система отдает теплоту (остывает), $ Q < 0 $. Измеряется в Джоулях (Дж).
• $ A $ — работа, совершенная системой над внешними телами. Если система совершает работу (например, газ расширяется и толкает поршень), $ A > 0 $. Если внешние силы совершают работу над системой (газ сжимают), $ A < 0 $. Измеряется в Джоулях (Дж).
• $ A' $ — работа, совершенная внешними телами над системой. Если над системой совершают работу, $ A' > 0 $. Если система сама совершает работу, $ A' < 0 $. Измеряется в Джоулях (Дж).

Таким образом, первый закон термодинамики утверждает, что энергию нельзя создать из ничего или уничтожить; ее можно только преобразовать из одной формы в другую. Теплота, подведенная к системе, идет на увеличение ее внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами.

Ответ: Изменение внутренней энергии системы ($ \Delta U $) согласно первому закону термодинамики определяется как разность между количеством теплоты ($ Q $), переданным системе, и работой ($ A $), совершенной системой над внешними телами. Математически это выражается формулой $ \Delta U = Q - A $.