Номер 1, страница 24 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 2. Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики. Параграф 6. Внутренняя энергия. Работа и изменение внутренней энергии. Вопросы - номер 1, страница 24.

Условие.

1. Каким способом можно изменить внутреннюю энергию системы?

Решение.

Внутреннюю энергию термодинамической системы можно изменить двумя способами, которые описываются первым началом термодинамики: совершением работы и теплопередачей.

1. Совершение механической работы

Внутренняя энергия системы изменяется, когда внешние силы совершают над ней работу, или когда сама система совершает работу над внешними телами.
- Если над системой совершается положительная работа внешними силами (например, при сжатии газа поршнем), то ее внутренняя энергия увеличивается.
- Если сама система совершает положительную работу (например, газ расширяется и толкает поршень), то ее внутренняя энергия уменьшается.
Примером увеличения внутренней энергии за счет совершения работы является нагревание воздуха в насосе при накачивании шины или нагревание двух тел при их трении друг о друга.

2. Теплопередача (теплообмен)

Теплопередача — это процесс изменения внутренней энергии без совершения работы, обусловленный наличием разности температур между системой и окружающей средой. Существует три вида теплопередачи:
- Теплопроводность: передача внутренней энергии от более нагретых частей тела к менее нагретым за счет взаимодействия и движения микрочастиц (атомов, молекул). Характерна для твердых тел, но происходит также в жидкостях и газах.
- Конвекция: перенос энергии потоками жидкости или газа. Нагретые слои вещества имеют меньшую плотность и поднимаются вверх, а более холодные и плотные опускаются вниз, создавая циркуляционные потоки.
- Излучение: перенос энергии с помощью электромагнитных волн. Любое нагретое тело излучает энергию. Таким способом энергия от Солнца передается Земле через вакуум.
Если система получает тепло от более горячих тел, ее внутренняя энергия увеличивается. Если система отдает тепло более холодным телам, ее внутренняя энергия уменьшается.

В общем случае изменение внутренней энергии системы $ΔU$ равно сумме количества теплоты $\text{Q}$, переданного системе, и работы $A'$, совершенной над системой внешними силами. Это выражается формулой первого начала термодинамики:
$ΔU = Q + A'$
Если же рассматривать работу $\text{A}$, которую совершает сама система ($A = -A'$), то формула примет вид:
$ΔU = Q - A$

Ответ: Внутреннюю энергию системы можно изменить двумя способами: путем совершения работы (над системой или самой системой) и путем теплопередачи (теплообмена с окружающей средой).