Номер 8, страница 23, 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 8, страница 23.

Условие.

8. В ванной смешали 5 л воды, имеющей внутреннюю энергию 9 кДж, и 15 л воды, имеющей внутреннюю энергию 3 кДж. Какую внутреннюю энергию имела бы смесь, если можно было бы пренебречь её теплообменом с окружающей средой?

Ответ: ________.

Решение.

Дано:

Внутренняя энергия первой порции воды, $U_1 = 9 \text{ кДж}$

Внутренняя энергия второй порции воды, $U_2 = 3 \text{ кДж}$

Объем первой порции воды, $V_1 = 5 \text{ л}$

Объем второй порции воды, $V_2 = 15 \text{ л}$

$U_1 = 9 \text{ кДж} = 9 \cdot 10^3 \text{ Дж}$
$U_2 = 3 \text{ кДж} = 3 \cdot 10^3 \text{ Дж}$

Найти:

Внутреннюю энергию смеси, $U_{смеси}$

Решение:

В условии задачи указано, что можно пренебречь теплообменом смеси с окружающей средой. Это означает, что система (вода в ванной) является термодинамически изолированной.

Внутренняя энергия является аддитивной величиной. Это значит, что для изолированной системы полная внутренняя энергия сохраняется и равна сумме внутренних энергий ее составных частей. Таким образом, внутренняя энергия получившейся смеси $U_{смеси}$ будет равна сумме внутренних энергий первой ($U_1$) и второй ($U_2$) порций воды.

Запишем закон сохранения энергии для данного случая:

$U_{смеси} = U_1 + U_2$

Подставим числовые значения из условия задачи:

$U_{смеси} = 9 \text{ кДж} + 3 \text{ кДж} = 12 \text{ кДж}$

Информация об объемах воды (5 л и 15 л) является избыточной для ответа на поставленный вопрос.

Ответ: 12 кДж.