Номер 1, страница 264 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Образцы заданий ЕГЭ. Параграф 79. Внутренняя энергия. Глава 13. Основы термодинамики - номер 1, страница 264.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Решение

Внутренняя энергия идеального газа определяется как суммарная кинетическая энергия хаотического (теплового) движения его частиц (атомов или молекул). Потенциальной энергией взаимодействия между частицами в модели идеального газа пренебрегают.

Внутренняя энергия $U$ идеального газа напрямую зависит от его абсолютной температуры $T$. Эта зависимость выражается формулой: $U = \frac{i}{2} \nu R T$ где $i$ — число степеней свободы молекул газа, $\nu$ — количество вещества (число молей), $R$ — универсальная газовая постоянная.

Согласно условию, газ находится в герметично закрытом сосуде. Это означает, что масса газа и, следовательно, количество вещества $\nu$ остаются постоянными. В таком случае, из формулы видно, что внутренняя энергия $U$ прямо пропорциональна абсолютной температуре $T$.

Чтобы внутренняя энергия $U$ уменьшилась, необходимо, чтобы уменьшилась абсолютная температура $T$. Процесс понижения температуры вещества называется охлаждением.

Проанализируем предложенные варианты:

1. его охлаждении: При охлаждении температура газа $T$ понижается, что приводит к уменьшению его внутренней энергии $U$. Этот вариант является правильным.
2. его нагревании: При нагревании температура $T$ повышается, а значит, внутренняя энергия $U$ увеличивается.
3. уменьшении потенциальной энергии сосуда: Потенциальная энергия сосуда как макроскопического тела (например, при его опускании) не влияет на внутреннюю энергию газа, которая характеризует состояние самих молекул газа.
4. уменьшении кинетической энергии сосуда: Кинетическая энергия сосуда как целого (например, при его замедлении) также является видом механической энергии и не входит в определение внутренней энергии газа. Внутренняя энергия определяется в системе отсчета, связанной с центром масс газа.

Следовательно, единственный процесс, который приводит к уменьшению внутренней энергии идеального газа, — это его охлаждение.

Ответ: 1.