Номер 2, 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 2, страница 24.

Условие.

2. Расскажите об устройстве и действии экспериментальных установок, используя рис. 19 и 21.

Рис. 21

Рис. 19

Решение.

Установка на рис. 21 (также известная как «огниво Дизеля») состоит из толстостенного сосуда с поршнем. Внутри сосуда на дне находится небольшой кусочек ваты, смоченный легковоспламеняющейся жидкостью, например, эфиром (рис. 21, а). Если резко вдавить поршень в сосуд (рис. 21, б), то можно увидеть вспышку – вата воспламеняется. Это происходит потому, что при резком сжатии газ в сосуде не успевает обменяться теплотой с окружающей средой. Такой процесс называется адиабатным. Работа $ A' $, совершаемая внешней силой над газом, согласно первому закону термодинамики ($ \Delta U = Q + A' $), целиком идет на увеличение внутренней энергии газа ($ \Delta U = A' $, так как $ Q \approx 0 $). Увеличение внутренней энергии проявляется в значительном повышении температуры газа, которого оказывается достаточно для воспламенения паров эфира.
Ответ: Данный эксперимент демонстрирует увеличение внутренней энергии системы (газа) путем совершения над ней механической работы.

Установка на рис. 19 состоит из стеклянного колокола, установленного на платформе. Под колоколом находится пробирка с водой. Колокол соединен с вакуумным насосом и манометром, который измеряет давление воздуха под колоколом. При помощи насоса начинают откачивать воздух из-под колокола. По мере уменьшения давления понижается температура кипения воды. При достаточно низком давлении вода начинает кипеть при комнатной температуре. Процесс кипения (интенсивного парообразования) требует затрат энергии, называемой теплотой парообразования. Эту энергию вода забирает у самой себя, в результате чего её внутренняя энергия уменьшается, а температура падает. Если продолжать откачивать воздух, вода будет продолжать кипеть и охлаждаться, пока не достигнет температуры замерзания (0 °C) и не превратится в лед. Таким образом, можно наблюдать, как кипящая вода замерзает.
Ответ: Данный эксперимент демонстрирует уменьшение внутренней энергии системы (воды) за счет того, что сама система совершает работу (при парообразовании).