Номер 4, страница 139 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Синяков

Глава 4. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа. Параграф 4.9. Примеры решения задач. Вопросы - номер 4, страница 139.

Условие.

4. Можно ли использовать термин «внутренняя энергия» для описания состояния человека? Ответ поясните.

Решение.

Да, термин «внутренняя энергия» можно и нужно использовать для описания физического состояния человека, поскольку человеческий организм является физической системой.

Пояснение:
В физике, в частности в термодинамике, внутренняя энергия тела ($\text{U}$) — это сумма кинетической энергии хаотического движения всех микрочастиц (атомов, молекул, ионов), из которых состоит тело, и потенциальной энергии их взаимодействия друг с другом.

Человеческий организм состоит из огромного числа таких частиц, которые находятся в непрерывном движении и взаимодействуют между собой. Следовательно, как и любое другое макроскопическое тело, организм человека обладает внутренней энергией. Эта энергия напрямую связана с его физическим состоянием:
1. Температура тела: Одним из главных показателей состояния здоровья человека является температура. Температура — это мера средней кинетической энергии частиц тела. Таким образом, при повышении температуры (например, во время болезни) средняя скорость движения молекул в организме увеличивается, что ведет к увеличению его внутренней энергии.
2. Метаболизм: Процессы жизнедеятельности в организме связаны с преобразованием энергии. Пища, которую мы потребляем, содержит химическую энергию. В процессе пищеварения и метаболизма эта химическая энергия (являющаяся частью потенциальной энергии взаимодействия атомов в молекулах) преобразуется, пополняя запас внутренней энергии организма. Эта энергия расходуется на поддержание постоянной температуры тела, на совершение механической работы мышцами, а также на все биохимические процессы.

Важно отметить, что физический термин «внутренняя энергия» следует отличать от его бытового употребления, когда под «энергией» понимают жизненный тонус, бодрость или эмоциональное состояние человека. Хотя эмоциональное состояние и связано со сложными биохимическими процессами, его нельзя описать одной лишь физической величиной — внутренней энергией.

Ответ: Да, термин «внутренняя энергия» можно использовать для описания физического состояния человека. Человеческий организм — это термодинамическая система, и его внутренняя энергия является фундаментальной характеристикой, связанной с температурой тела, запасом химической энергии и процессами жизнедеятельности.