Номер 1, страница 29 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 2. Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики. Параграф 7. Количество теплоты. Виды теплопередачи. Задания и упражнения - номер 1, страница 29.

Условие.

1. При изохорном процессе термодинамической системе (газу в сосуде) сообщается количество теплоты, равное 20 Дж. Как изменилась внутренняя энергия термодинамической системы (увеличилась или уменьшилась)?

Решение.

1. Дано:

Процесс: изохорный ($V = const$)
Количество теплоты: $Q = 20$ Дж

Найти:

Изменение внутренней энергии $\Delta U$ и характер изменения (увеличение/уменьшение).

Решение:

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. Математически это выражается формулой:

$Q = \Delta U + A$

В задаче указано, что процесс изохорный. Это означает, что объем системы (газа в сосуде) остается постоянным ($V = const$). Работа, совершаемая газом, определяется формулой:

$A = p \cdot \Delta V$

где $\text{p}$ – давление газа, а $\Delta V$ – изменение его объема.

Поскольку при изохорном процессе объем не меняется, его изменение равно нулю: $\Delta V = 0$. Следовательно, работа, совершаемая газом, также равна нулю:

$A = p \cdot 0 = 0$

Подставим значение работы в уравнение первого закона термодинамики:

$Q = \Delta U + 0$

Отсюда следует, что при изохорном процессе все переданное системе тепло идет на изменение ее внутренней энергии:

$Q = \Delta U$

По условию, системе сообщается количество теплоты, равное 20 Дж, то есть $Q = 20$ Дж. Значит, изменение внутренней энергии составляет:

$\Delta U = 20$ Дж

Поскольку значение $\Delta U$ положительное, внутренняя энергия термодинамической системы увеличилась.

Ответ: Внутренняя энергия термодинамической системы увеличилась на 20 Дж.