Номер 16, страница 266 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Задачи и упражнения - номер 16, страница 266.

Условие.

16. Внутренняя энергия газа была равна 0,03 МДж. В результате теплообмена она стала равной 38 кДж. Найдите изменение внутренней энергии этого газа. Как изменилась при этом температура газа — повысилась или понизилась? Чему равно количество теплоты, полученное газом?

Решение.

Дано:

Начальная внутренняя энергия $U_1 = 0,03$ МДж

Конечная внутренняя энергия $U_2 = 38$ кДж

Перевод в систему СИ (Джоуль):
$U_1 = 0,03 \text{ МДж} = 0,03 \cdot 10^6 \text{ Дж} = 30000 \text{ Дж}$
$U_2 = 38 \text{ кДж} = 38 \cdot 10^3 \text{ Дж} = 38000 \text{ Дж}$

Найти:

1. Изменение внутренней энергии $\Delta U$

2. Характер изменения температуры $\text{T}$

3. Количество теплоты $\text{Q}$

Решение:

Найдите изменение внутренней энергии этого газа.

Изменение внутренней энергии $\Delta U$ определяется как разность между конечным значением энергии $U_2$ и начальным $U_1$.

$\Delta U = U_2 - U_1$

Подставим значения, выраженные в Джоулях:

$\Delta U = 38000 \text{ Дж} - 30000 \text{ Дж} = 8000 \text{ Дж}$

Результат можно выразить в килоджоулях: $8000 \text{ Дж} = 8 \text{ кДж}$.

Ответ: Изменение внутренней энергии газа равно 8 кДж.

Как изменилась при этом температура газа — повысилась или понизилась?

Внутренняя энергия идеального газа прямо пропорциональна его абсолютной температуре ($U \propto T$). Поскольку внутренняя энергия газа увеличилась ($U_2 > U_1$), это означает, что его температура также возросла.

Ответ: Температура газа повысилась.

Чему равно количество теплоты, полученное газом?

Согласно первому закону термодинамики, количество теплоты $\text{Q}$, переданное системе, расходуется на изменение ее внутренней энергии $\Delta U$ и на совершение системой работы $\text{A}$ над внешними телами: $Q = \Delta U + A$.

В условии задачи сказано, что изменение внутренней энергии произошло в результате теплообмена. Это означает, что работа газом не совершалась и работа не совершалась над газом, то есть $A=0$.

При $A=0$ первый закон термодинамики принимает вид:

$Q = \Delta U$

Таким образом, количество теплоты, полученное газом, равно изменению его внутренней энергии.

$Q = 8000 \text{ Дж} = 8 \text{ кДж}$

Ответ: Количество теплоты, полученное газом, равно 8 кДж.