Номер 3, страница 72, часть 1 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 1. Глава 4. Газовые законы. Параграф 26. Применение первого закона термодинамики к изобарному и изохорному процессам - номер 3, страница 72.

Условие.

3. При изобарном сжатии над газом совершили работу 200 Дж. При этом количество теплоты, отданное газом, оказалось равным 700 Дж. Определите конечную внутреннюю энергию газа, если его начальная внутренняя энергия была равна 2 кДж.

Ответ: ________.

Решение.

Дано:

Работа, совершённая над газом, $A' = 200$ Дж
Количество теплоты, отданное газом, $Q_{отд} = 700$ Дж
Начальная внутренняя энергия $U_1 = 2$ кДж

$U_1 = 2 \text{ кДж} = 2 \cdot 1000 \text{ Дж} = 2000$ Дж

Найти:

Конечную внутреннюю энергию $U_2$.

Решение:

Для решения задачи воспользуемся первым законом термодинамики. Он гласит, что количество теплоты ($\text{Q}$), переданное системе, идет на изменение ее внутренней энергии ($\Delta U$) и на совершение системой работы ($\text{A}$) над внешними телами:
$Q = \Delta U + A$
Изменение внутренней энергии равно разности конечной и начальной внутренней энергии:
$\Delta U = U_2 - U_1$
Согласно условию, газ отдает теплоту, поэтому количество теплоты, полученное газом, является отрицательной величиной:
$Q = -Q_{отд} = -700$ Дж
Работа совершается над газом (происходит сжатие). Работа, совершённая самим газом ($\text{A}$), в этом случае отрицательна и равна по модулю работе, совершённой над газом ($A'$):
$A = -A' = -200$ Дж
Из первого закона термодинамики выразим изменение внутренней энергии:
$\Delta U = Q - A$
Подставим числовые значения:
$\Delta U = -700 \text{ Дж} - (-200 \text{ Дж}) = -700 \text{ Дж} + 200 \text{ Дж} = -500$ Дж
Теперь, зная изменение внутренней энергии и ее начальное значение, найдем конечную внутреннюю энергию:
$U_2 = U_1 + \Delta U$
$U_2 = 2000 \text{ Дж} + (-500 \text{ Дж}) = 1500$ Дж

Ответ: 1500 Дж.