Номер 4, страница 40 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 2. Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики. Параграф 10. Первый закон термодинамики. Задания и упражнения - номер 4, страница 40.

Условие.

4. Под поршнем находится газ. Газу сообщают количество теплоты, равное 5 Дж. При этом он совершает работу, равную 12 Дж. Определите изменение внутренней энергии системы. Увеличивается или уменьшается внутренняя энергия системы?

Решение.

Дано:

Количество теплоты, сообщенное газу $Q = 5$ Дж.

Работа, совершенная газом $A = 12$ Дж.

Все величины представлены в системе СИ.

Найти:

Изменение внутренней энергии $\Delta U$ - ?

Решение:

Для решения этой задачи воспользуемся первым законом термодинамики. Согласно этому закону, количество теплоты ($\text{Q}$), переданное системе, идет на изменение ее внутренней энергии ($\Delta U$) и на совершение системой работы ($\text{A}$) над внешними телами.

Формула первого закона термодинамики выглядит следующим образом:

$Q = \Delta U + A$

Чтобы найти изменение внутренней энергии системы, выразим $\Delta U$ из этой формулы:

$\Delta U = Q - A$

Теперь подставим числовые значения из условия задачи в полученную формулу:

$\Delta U = 5 \text{ Дж} - 12 \text{ Дж} = -7 \text{ Дж}$

Знак "минус" в результате означает, что внутренняя энергия системы не увеличилась, а уменьшилась. Если бы значение $\Delta U$ было положительным, внутренняя энергия бы увеличилась.

Ответ: изменение внутренней энергии системы составляет $-7$ Дж, внутренняя энергия системы уменьшается.