Номер 3, страница 35, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 1. Строение и свойства вещества. Тепловые явления. Параграф 7. Внутренняя энергия. Вопросы и задания - номер 3, страница 35.

Условие.

3. От чего зависит и от чего не зависит внутренняя энергия тела?

Решение.

Внутренняя энергия тела ($\text{U}$) — это фундаментальное понятие в термодинамике, которое определяется как сумма кинетической энергии хаотического (теплового) движения частиц (атомов, молекул), из которых состоит тело, и потенциальной энергии их взаимодействия друг с другом.

От чего зависит внутренняя энергия

Внутренняя энергия макроскопического тела зависит от нескольких ключевых параметров, характеризующих его внутреннее состояние:

1. Температура ($\text{T}$). Это основной фактор. С повышением температуры растет средняя кинетическая энергия теплового движения частиц тела, что напрямую ведет к увеличению его внутренней энергии. Для идеального одноатомного газа эта зависимость прямо пропорциональна: $U = \frac{3}{2} \nu R T$, где $\nu$ — количество вещества, а $\text{R}$ — универсальная газовая постоянная.

2. Агрегатное состояние вещества. При одинаковой температуре внутренняя энергия вещества в газообразном состоянии больше, чем в жидком, а в жидком — больше, чем в твердом. Это связано с различиями в потенциальной энергии взаимодействия между частицами. При фазовых переходах (плавление, кипение) поглощаемая телом энергия идет на разрыв межмолекулярных связей, увеличивая потенциальную энергию, а значит, и общую внутреннюю энергию.

3. Количество вещества (масса, $\text{m}$). Внутренняя энергия является экстенсивной величиной, то есть она прямо пропорциональна количеству частиц в теле. Чем больше масса тела, тем больше его внутренняя энергия при прочих равных условиях.

4. Химический состав вещества. Разные вещества (например, водород и гелий) при одинаковых массе и температуре будут иметь разную внутреннюю энергию из-за различий в строении их молекул и силах межмолекулярного взаимодействия.

Ответ: Внутренняя энергия тела зависит от его температуры, агрегатного состояния, количества вещества (массы) и химического состава.

От чего не зависит внутренняя энергия

Внутренняя энергия характеризует именно внутреннее состояние тела и не включает в себя механическую энергию тела как единого целого.

1. От механического движения тела. Внутренняя энергия не зависит от скорости движения тела как целого. Кинетическая энергия всего тела не является частью его внутренней энергии. Например, внутренняя энергия неподвижного и летящего с большой скоростью камня одинакова, если их температуры равны.

2. От положения тела в поле сил. Внутренняя энергия не зависит от потенциальной энергии тела во внешних полях (например, в поле тяготения Земли). Так, внутренняя энергия книги, лежащей на столе, и той же книги, поднятой над столом, одинакова (при одинаковой температуре).

Ответ: Внутренняя энергия тела не зависит от его механического движения как целого и от его положения в пространстве относительно других тел.