Номер 18, страница 6 - гдз по физике 8 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

I. Строение и свойства вещества. Тепловые явления. Выполняем тест - номер 18, страница 6.

Условие.

18.При нагревании телу сообщили количество теплоты, равное 650 Дж. При этом его внутренняя энергия:

1) увеличилась на 650 Дж

2) не изменилась

3) увеличилась больше чем на 650 Дж

4) уменьшилась на 650 Дж

Решение.

Дано:

Количество теплоты, сообщенное телу, $Q = 650$ Дж.

Найти:

Изменение внутренней энергии тела, $\Delta U$.

Решение:

Для решения задачи воспользуемся первым законом термодинамики. Он гласит, что количество теплоты $\text{Q}$, переданное системе, идет на изменение ее внутренней энергии $\Delta U$ и на совершение системой работы $A'$ против внешних сил. Математически это выражается формулой:

$Q = \Delta U + A'$

Из этой формулы мы можем выразить изменение внутренней энергии:

$\Delta U = Q - A'$

В условии задачи дано, что телу сообщили количество теплоты $Q = 650$ Дж. Проанализируем, какой может быть работа $A'$, совершаемая телом.

1. Если тело при нагревании расширяется, оно совершает положительную работу над окружающими телами ($A' > 0$). В этом случае часть полученной теплоты расходуется на совершение работы, и изменение внутренней энергии будет меньше, чем количество сообщенной теплоты: $\Delta U = 650 \text{ Дж} - A' < 650 \text{ Дж}$.

2. Если объем тела в процессе нагревания не изменяется (это называется изохорным процессом), то работа телом не совершается ($A' = 0$). В этом случае вся подведенная теплота идет на увеличение внутренней энергии: $\Delta U = Q = 650 \text{ Дж}$.

3. Если тело при нагревании сжимается (например, вода при нагревании от 0 °C до 4 °C) или над ним совершают работу внешние силы, то работа самого тела отрицательна ($A' < 0$). Тогда изменение внутренней энергии будет больше, чем количество сообщенной теплоты: $\Delta U = Q - A' = Q + |A'| > 650 \text{ Дж}$.

В условии задачи нет информации о том, изменялся ли объем тела и совершалась ли работа. В таких общих формулировках в физических задачах часто предполагается простейший случай, когда работа, связанная с тепловым расширением, пренебрежимо мала (что справедливо для большинства твердых тел и жидкостей) или процесс происходит при постоянном объеме. В этом случае мы можем считать, что $A' = 0$.

При таком допущении, вся энергия, полученная телом в виде теплоты, переходит в его внутреннюю энергию.

$\Delta U = Q = 650 \text{ Дж}$

Следовательно, внутренняя энергия тела увеличилась на 650 Дж, что соответствует первому варианту ответа.

Ответ: увеличилась на 650 Дж.