Номер 2, 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 2, страница 29.

Условие.

2. Термодинамическая система (газ в сосуде) переходит из одного состояния в другое, передавая окружающей среде количество теплоты, равное $\text{Q}$. Как изменилась внутренняя энергия системы, если объём газа при этом не меняется?

Решение.

Дано:

Количество теплоты, отданное системой: $Q_{отд} = Q$

Процесс изохорный: $V = const$ (объем не меняется), следовательно, изменение объема $\Delta V = 0$.

Найти:

Изменение внутренней энергии системы: $\Delta U$.

Решение:

Для решения задачи воспользуемся первым законом термодинамики. Он гласит, что количество теплоты ($Q_{подв}$), подведенное к системе, идет на изменение ее внутренней энергии ($\Delta U$) и на совершение системой работы ($\text{A}$) против внешних сил:

$Q_{подв} = \Delta U + A$

Из условия задачи известно, что система передает (отдает) окружающей среде количество теплоты, равное $\text{Q}$. Это означает, что количество теплоты, подведенное к системе, является отрицательной величиной:

$Q_{подв} = -Q$

Работа, совершаемая газом при изменении объема, определяется формулой:

$A = p \Delta V$

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

Поскольку процесс происходит при постоянном объеме (изохорный процесс), изменение объема равно нулю:

$\Delta V = 0$

Следовательно, работа, совершаемая газом, также равна нулю:

$A = p \cdot 0 = 0$

Теперь подставим полученные значения для $Q_{подв}$ и $\text{A}$ в уравнение первого закона термодинамики:

$-Q = \Delta U + 0$

Отсюда выражаем изменение внутренней энергии:

$\Delta U = -Q$

Знак "минус" в результате означает, что внутренняя энергия системы уменьшилась. Величина этого уменьшения равна $\text{Q}$.

Ответ: Внутренняя энергия системы уменьшилась на величину $\text{Q}$.