Номер 18, страница 267 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Задачи и упражнения - номер 18, страница 267.

Условие.

18. При передаче газу количества теплоты 15 кДж он совершил работу, равную 40 кДж. Чему равно изменение внутренней энергии газа? Охладился газ или нагрелся?

Решение.

Дано:

Количество теплоты, переданное газу, $Q = 15$ кДж
Работа, совершенная газом, $A = 40$ кДж

$Q = 15 \cdot 10^3$ Дж
$A = 40 \cdot 10^3$ Дж

Найти:

Изменение внутренней энергии $\Delta U$ - ?
Охладился газ или нагрелся - ?

Решение:

Для определения изменения внутренней энергии газа воспользуемся первым законом термодинамики. Он утверждает, что количество теплоты ($\text{Q}$), переданное системе, расходуется на изменение ее внутренней энергии ($\Delta U$) и на совершение системой работы ($\text{A}$) над внешними телами.

Формула первого закона термодинамики выглядит следующим образом:

$Q = \Delta U + A$

Из этой формулы мы можем выразить искомую величину – изменение внутренней энергии $\Delta U$:

$\Delta U = Q - A$

Теперь подставим числовые значения из условия задачи в полученную формулу. Расчеты можно производить в килоджоулях (кДж), так как обе величины даны в одинаковых единицах.

$\Delta U = 15 \text{ кДж} - 40 \text{ кДж} = -25 \text{ кДж}$

Результат получился отрицательным ($\Delta U < 0$), что говорит об уменьшении внутренней энергии газа.

Внутренняя энергия идеального газа зависит от его температуры. Уменьшение внутренней энергии означает понижение температуры газа. Следовательно, газ охладился.

Ответ: изменение внутренней энергии газа равно $-25$ кДж; газ охладился.