Номер 2, страница 29 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 1. Внутренняя энергия. Параграф 6. Расчёт изменения внутренней энергии. Вспомните - номер 2, страница 29.

Условие.

• Как можно изменить внутреннюю энергию тела?

Решение.

Решение

Внутренняя энергия тела — это сумма кинетической энергии хаотического (теплового) движения его частиц (молекул, атомов, ионов) и потенциальной энергии их взаимодействия друг с другом. Согласно первому началу термодинамики, существует два способа изменения внутренней энергии тела: совершение работы и теплопередача.

Математически это выражается формулой первого начала термодинамики: $\Delta U = Q + A'$, где $\Delta U$ — изменение внутренней энергии, $\text{Q}$ — количество теплоты, переданное системе (телу), а $A'$ — работа, совершённая над системой внешними силами. Из формулы видно, что изменить внутреннюю энергию $\text{U}$ можно, сообщив телу теплоту $\text{Q}$ или совершив над ним работу $A'$.

Рассмотрим эти два способа подробнее.

1. Совершение механической работы

Внутреннюю энергию можно изменить, когда над телом совершается механическая работа или когда тело само совершает работу.

Если работа совершается над телом, его внутренняя энергия увеличивается. Примеры:
- При быстром сжатии газа в насосе он нагревается. Внешняя сила совершает работу, которая переходит в кинетическую энергию молекул газа.
- При трении одного тела о другое (например, при потирании ладоней) механическая работа переходит во внутреннюю энергию, и тела нагреваются.
- При деформации тел (например, многократном сгибании и разгибании проволоки) они также нагреваются.

Если тело само совершает работу над внешними силами, его внутренняя энергия уменьшается (при условии, что оно не получает тепло извне). Например, когда газ в баллоне расширяется, выталкивая пробку, он совершает работу и при этом охлаждается.

2. Теплопередача (теплообмен)

Теплопередача — это процесс изменения внутренней энергии без совершения работы. Он происходит самопроизвольно при наличии разности температур между телами или частями одного тела. Существует три вида теплопередачи:

а) Теплопроводность. Перенос энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым вследствие теплового движения и взаимодействия частиц (атомов, молекул, электронов). Этот механизм преобладает в твёрдых телах. Например, ручка металлической ложки, опущенной в горячий суп, нагревается за счёт теплопроводности.

б) Конвекция. Перенос энергии потоками жидкости или газа. Нагретые слои вещества становятся менее плотными и поднимаются, а холодные, более плотные, опускаются на их место, создавая циркуляционные потоки. Так происходит обогрев комнаты от радиатора отопления или нагрев воды в чайнике.

в) Излучение. Перенос энергии с помощью электромагнитных волн (преимущественно в инфракрасном диапазоне). Любое тело, температура которого выше абсолютного нуля, излучает энергию. Этот вид теплопередачи не требует наличия среды и может осуществляться в вакууме. Главный пример — тепло от Солнца, достигающее Земли. Также мы чувствуем тепло от костра на расстоянии благодаря излучению.

Ответ: Внутреннюю энергию тела можно изменить двумя способами: 1) путём совершения механической работы (над телом или самим телом); 2) путём теплопередачи (теплопроводностью, конвекцией или излучением).