Номер 178, страница 31 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Тепловые явления. Закон сохранения и превращения энергии в механических и тепловых процессах - номер 178, страница 31.

Условие.

178. При теплопередаче газ получил 40 кДж энергии и после этого совершил работу, равную 10 кДж. Чему равно изменение внутренней энергии этого газа?

Решение.

Дано:

Количество теплоты, полученное газом, $Q = 40 \text{ кДж}$

Работа, совершённая газом, $A = 10 \text{ кДж}$

Перевод в систему СИ:

$Q = 40 \cdot 10^3 \text{ Дж} = 40000 \text{ Дж}$

$A = 10 \cdot 10^3 \text{ Дж} = 10000 \text{ Дж}$

Найти:

Изменение внутренней энергии газа $\Delta U$ - ?

Решение:

Для определения изменения внутренней энергии газа 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.

Математически первый закон термодинамики выражается формулой:

$Q = \Delta U + A$

Из этой формулы выразим изменение внутренней энергии $\Delta U$:

$\Delta U = Q - A$

По условию задачи, газ получил энергию путем теплопередачи, следовательно, $\text{Q}$ имеет положительный знак. Газ совершил работу, поэтому работа $\text{A}$ также положительна.

Подставим числовые значения в формулу:

$\Delta U = 40 \text{ кДж} - 10 \text{ кДж} = 30 \text{ кДж}$

Проверим расчет в единицах СИ:

$\Delta U = 40000 \text{ Дж} - 10000 \text{ Дж} = 30000 \text{ Дж}$

$30000 \text{ Дж} = 30 \text{ кДж}$

Положительное значение $\Delta U$ означает, что внутренняя энергия газа увеличилась.

Ответ: изменение внутренней энергии газа равно $30 \text{ кДж}$.