Номер 6, страница 25, часть 1 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 1. Глава 2. Основы термодинамики. Параграф 10. Изменение внутренней энергии в общем случае. Закон сохранения энергии при тепловых процессах - номер 6, страница 25.

Условие.

6. Внутренняя энергия системы тел увеличилась на 500 Дж, при этом система в ходе теплообмена получила количество теплоты, равное 200 Дж. Какую работу совершили внешние силы над системой? Какую работу совершила система?

Ответ: ________.

Решение.

Дано:

Изменение внутренней энергии системы: $\Delta U = 500$ Дж

Количество теплоты, полученное системой: $Q = 200$ Дж

Найти:

Работу внешних сил над системой: $A_{внеш}$

Работу, совершенную системой: $A_{сис}$

Решение:

Для решения задачи воспользуемся первым законом термодинамики. Согласно этому закону, изменение внутренней энергии системы ($\Delta U$) равно сумме количества теплоты, переданного системе ($\text{Q}$), и работы, совершённой над системой внешними силами ($A_{внеш}$).

Математически это выражается формулой:

$\Delta U = Q + A_{внеш}$

Работа, совершённая самой системой ($A_{сис}$), связана с работой внешних сил соотношением: $A_{сис} = -A_{внеш}$.

Тогда первый закон термодинамики можно записать и в таком виде:

$\Delta U = Q - A_{сис}$

Какую работу совершили внешние силы над системой?

Из первой формы записи закона выразим работу внешних сил $A_{внеш}$:

$A_{внеш} = \Delta U - Q$

Подставим в формулу числовые значения из условия задачи:

$A_{внеш} = 500 \text{ Дж} - 200 \text{ Дж} = 300 \text{ Дж}$

Так как результат положительный, это подтверждает, что работа действительно была совершена над системой.

Ответ: работа, совершённая внешними силами над системой, равна 300 Дж.

Какую работу совершила система?

Работу, совершённую системой, можно найти, зная работу внешних сил:

$A_{сис} = -A_{внеш}$

Подставим найденное значение $A_{внеш}$:

$A_{сис} = -300 \text{ Дж}$

Также можно рассчитать это значение, используя вторую форму записи первого закона термодинамики:

$A_{сис} = Q - \Delta U = 200 \text{ Дж} - 500 \text{ Дж} = -300 \text{ Дж}$

Отрицательное значение работы системы означает, что не система совершала работу, а над ней совершали работу.

Ответ: работа, совершённая системой, равна -300 Дж.