Номер 1.26, страница 7 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Тепловые явления. 1. Внутренняя энергия - номер 1.26, страница 7.

Условие.

1.26. Верно ли утверждение: при теплопередаче энергия всегда переходит от тел с большей внутренней энергией к телам с меньшей внутренней энергией?

Решение.

Нет, данное утверждение неверно.

Направление самопроизвольного процесса теплопередачи определяется разностью температур тел, а не разностью их полных внутренних энергий. Согласно второму началу термодинамики, теплота всегда передается от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой до тех пор, пока их температуры не выровняются (не наступит тепловое равновесие).

Внутренняя энергия ($\text{U}$) тела зависит не только от его температуры ($\text{T}$), но и от его массы ($\text{m}$), химического состава и агрегатного состояния. Тело с большой массой, но низкой температурой может обладать значительно большей внутренней энергией, чем тело с очень маленькой массой, но высокой температурой.

Рассмотрим пример: маленькая раскаленная металлическая иголка и большая емкость с холодной водой.

Температура иголки ($T_{и}$) очень высока, а температура воды ($T_{в}$) низка. То есть, $T_{и} > T_{в}$.

При этом масса воды ($m_{в}$) во много раз больше массы иголки ($m_{и}$). Из-за этого внутренняя энергия воды ($U_{в}$) будет значительно превышать внутреннюю энергию иголки ($U_{и}$), то есть $U_{в} > U_{и}$.

Если опустить горячую иголку в холодную воду, теплота будет передаваться от иголки к воде, так как температура иголки выше. В этом случае энергия переходит от тела с меньшей внутренней энергией (иголка) к телу с большей внутренней энергией (вода).

Ответ: Нет, утверждение неверно. Энергия при теплопередаче всегда переходит от тела с большей температурой к телу с меньшей температурой, независимо от соотношения их внутренних энергий.