Номер 8, страница 44 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 3. Тепловые машины. Параграф 11. Тепловые двигатели - номер 8, страница 44.

Условие.

8. Термодинамической системе сообщили количество теплоты $\text{Q}$. Чему равно изменение внутренней энергии газа, если при этом происходит изохорный процесс?

Решение.

Дано:

Количество теплоты, сообщенное системе: $\text{Q}$

Процесс: изохорный ($V = const$)

Найти:

Изменение внутренней энергии газа: $\Delta U$

Решение:

Для решения задачи используем первый закон термодинамики. Он гласит, что количество теплоты ($\text{Q}$), переданное системе, идет на изменение ее внутренней энергии ($\Delta U$) и на совершение системой работы ($\text{A}$) над внешними телами. Математически это выражается формулой:

$Q = \Delta U + A$

Или, выражая изменение внутренней энергии:

$\Delta U = Q - A$

В условии задачи указано, что процесс, происходящий с газом, является изохорным. Изохорный процесс — это процесс, который протекает при постоянном объеме ($V = const$).

Работа, совершаемая газом при изменении объема, вычисляется по формуле:

$A = P \cdot \Delta V$

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

Так как в изохорном процессе объем не меняется, его изменение равно нулю:

$\Delta V = 0$

Следовательно, работа, совершаемая газом, в этом процессе также равна нулю:

$A = P \cdot 0 = 0$

Подставим значение работы ($A=0$) в формулу первого закона термодинамики:

$\Delta U = Q - 0$

Таким образом, получаем:

$\Delta U = Q$

Это означает, что при изохорном процессе всё подведенное к системе количество теплоты полностью расходуется на увеличение ее внутренней энергии.

Ответ: Изменение внутренней энергии газа равно сообщенному количеству теплоты: $\Delta U = Q$.