Номер 2, страница 22, часть 1 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 1. Глава 2. Основы термодинамики. Параграф 9. Изменение внутренней энергии термодинамической системы в результате теплообмена - номер 2, страница 22.

Условие.

2. Внутренняя энергия системы тел была равна $U_0 = 500$ Дж. Запишите выражение для изменения внутренней энергии и определите, какое количество теплоты $\text{Q}$ отдала эта система, если её внутренняя энергия стала равной $U_{\text{к}} = 100$ Дж.

Ответ: ________.

Решение.

Дано:

Начальная внутренняя энергия системы $U_0 = 500$ Дж

Конечная внутренняя энергия системы $U_к = 100$ Дж

Найти:

Выражение для изменения внутренней энергии $\Delta U$ - ?

Количество теплоты, отданное системой $Q_{отд}$ - ?

Решение:

1. Выражение для изменения внутренней энергии ($\Delta U$) системы по определению является разностью между её конечным ($U_к$) и начальным ($U_0$) значениями:

$\Delta U = U_к - U_0$

Это и есть искомое выражение.

2. Теперь определим количество теплоты, которое отдала система. Сначала рассчитаем изменение внутренней энергии, подставив данные из условия:

$\Delta U = 100 \text{ Дж} - 500 \text{ Дж} = -400 \text{ Дж}$

Согласно первому закону термодинамики, изменение внутренней энергии системы равно сумме количества теплоты, переданного системе ($\text{Q}$), и работы, совершённой над системой внешними силами ($\text{A}$):

$\Delta U = Q + A$

В условии задачи не говорится о совершении работы ($\text{A}$), поэтому можно считать, что $A = 0$. В этом случае всё изменение внутренней энергии происходит за счёт теплообмена:

$\Delta U = Q$

Отсюда следует, что количество теплоты, полученное системой, равно:

$Q = -400 \text{ Дж}$

Знак «минус» указывает на то, что система не получала, а отдавала тепло в окружающую среду. Количество отданной теплоты ($Q_{отд}$) — это положительная величина, равная модулю $\text{Q}$:

$Q_{отд} = |-400 \text{ Дж}| = 400 \text{ Дж}$

Ответ: Выражение для изменения внутренней энергии: $\Delta U = U_к - U_0$. Система отдала количество теплоты, равное 400 Дж.