Номер 1.25, страница 7 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Тепловые явления. 1. Внутренняя энергия - номер 1.25, страница 7.

Условие.

1.25. Сформулируйте общий вывод об изменении внутренней энергии тела во время тепловых процессов. Чему равно это изменение, если:

а) отсутствует теплопередача;

б) происходит только теплопередача?

Решение.

Общий вывод об изменении внутренней энергии тела во время тепловых процессов формулируется первым законом термодинамики. Внутренняя энергия термодинамической системы может быть изменена двумя способами: путем совершения работы и путем теплопередачи. Изменение внутренней энергии $ \Delta U $ системы равно сумме количества теплоты $ Q $, переданного системе, и работы $ A' $, совершенной над системой внешними силами:

$ \Delta U = Q + A' $

Если рассматривать работу $ A $, совершаемую самой системой, то $ A = -A' $, и формула принимает вид:

$ \Delta U = Q - A $

Таким образом, внутренняя энергия тела изменяется в результате теплообмена с окружающей средой и/или совершения работы.

а) отсутствует теплопередача

Если теплопередача отсутствует, то процесс является адиабатным. В этом случае количество теплоты, которым обменивается система с окружающей средой, равно нулю: $ Q = 0 $. Согласно первому закону термодинамики, изменение внутренней энергии происходит только за счет совершения работы. Формула принимает вид:

$ \Delta U = 0 + A' = A' $

Это означает, что изменение внутренней энергии тела равно работе, совершенной над ним внешними силами. Например, при сжатии газа в теплоизолированном сосуде его внутренняя энергия увеличивается на величину совершенной работы.

Ответ: изменение внутренней энергии равно работе, совершенной над телом внешними силами ($ \Delta U = A' $).

б) происходит только теплопередача

Если происходит только теплопередача, это означает, что система не совершает работу, и над ней не совершается работа ($ A = 0 $ и $ A' = 0 $). Это характерно, например, для изохорного процесса (нагревание или охлаждение при постоянном объеме). В этом случае, согласно первому закону термодинамики:

$ \Delta U = Q + 0 = Q $

Это означает, что изменение внутренней энергии тела равно количеству теплоты, которое было передано телу (если $ Q > 0 $, внутренняя энергия увеличивается) или отведено от него (если $ Q < 0 $, внутренняя энергия уменьшается).

Ответ: изменение внутренней энергии равно количеству теплоты, переданному телу ($ \Delta U = Q $).