Номер 1.17, страница 5 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Тепловые явления. 1. Внутренняя энергия - номер 1.17, страница 5.

Условие.

1.17. Кусок свинца можно нагреть разными способами: ударив по нему несколько раз молотком; помещая в пламя горелки; сгибая и разгибая несколько раз; помещая в горячую воду. Можно ли утверждать, что во всех случаях кусок свинца получал некоторое количество теплоты? что во всех случаях его внутренняя энергия изменилась?

Решение.

Решение

Внутреннюю энергию тела можно изменить двумя способами: совершив над ним работу или передав ему некоторое количество теплоты. Согласно первому закону термодинамики, изменение внутренней энергии $\Delta U$ тела равно сумме количества теплоты $\text{Q}$, переданного телу, и работы $\text{A}$, совершенной над телом: $\Delta U = Q + A$.

Можно ли утверждать, что во всех случаях кусок свинца получал некоторое количество теплоты?

Нет, это утверждение неверно. В случаях ударов молотком или сгибания и разгибания над куском свинца совершается механическая работа. Энергия, затраченная на деформацию, переходит во внутреннюю энергию свинца, что приводит к его нагреву. Здесь изменение внутренней энергии происходит за счет совершения работы ($A > 0$), а не за счет теплопередачи.

В случаях же помещения свинца в пламя горелки или в горячую воду, он контактирует с телами более высокой температуры. Происходит процесс теплопередачи, в результате которого свинец получает количество теплоты ($Q > 0$). Здесь изменение внутренней энергии происходит за счет полученной теплоты.

Следовательно, количество теплоты кусок свинца получал не во всех случаях.

Ответ: Нет, утверждать, что во всех случаях кусок свинца получал некоторое количество теплоты, нельзя. Количество теплоты он получал только при помещении в пламя горелки и в горячую воду.

что во всех случаях его внутренняя энергия изменилась?

Да, это утверждение верно. В условии задачи указано, что в результате каждого из действий кусок свинца можно «нагреть». Нагревание означает повышение температуры тела.

Внутренняя энергия тела является функцией его состояния, и для твердого тела она напрямую зависит от температуры. Повышение температуры означает увеличение средней кинетической энергии хаотического движения частиц тела, а значит, и увеличение его внутренней энергии.

Поскольку во всех описанных случаях свинец нагревался, его температура повышалась, следовательно, его внутренняя энергия во всех случаях увеличивалась (изменялась).

Ответ: Да, во всех случаях его внутренняя энергия изменилась (увеличилась).