Номер 1, страница 18 - гдз по физике 8 класс учебник Кронгарт, Насохова

1. Что такое внутренняя энергия тела?

1. Внутренняя энергия тела (обозначается $U$) — это фундаментальное понятие в термодинамике, которое представляет собой сумму кинетической энергии хаотического движения всех частиц (молекул, атомов, ионов), из которых состоит тело, и потенциальной энергии их взаимодействия друг с другом.

Подробнее, внутренняя энергия складывается из двух основных компонентов:

Кинетическая энергия теплового движения частиц. Эта энергия связана с непрерывным и беспорядочным движением частиц. Для газов и жидкостей это поступательное и вращательное движение, а для твердых тел — в основном колебательное движение атомов около положений равновесия в кристаллической решетке. Эта часть энергии напрямую зависит от температуры тела: чем выше температура, тем больше средняя кинетическая энергия частиц.

Потенциальная энергия взаимодействия частиц. Эта энергия обусловлена силами притяжения и отталкивания между частицами. Она зависит от среднего расстояния между ними и, следовательно, от объема и агрегатного состояния вещества. Например, при испарении жидкости внутренняя энергия возрастает, так как совершается работа против сил межмолекулярного притяжения и потенциальная энергия молекул увеличивается.

Таким образом, общая формула для внутренней энергии имеет вид: $U = E_{кин} + E_{пот}$.

Важно отметить, что в понятие внутренней энергии не входит кинетическая энергия движения тела как целого и его потенциальная энергия во внешних полях (например, в поле тяготения).

Для идеального одноатомного газа, где взаимодействием между атомами пренебрегают ($E_{пот} \approx 0$), внутренняя энергия равна сумме кинетических энергий движения его атомов и вычисляется по формуле: $U = \frac{3}{2}\frac{m}{M}RT$, где $m$ — масса газа, $M$ — его молярная масса, $R$ — универсальная газовая постоянная, а $T$ — абсолютная температура.

Изменить внутреннюю энергию можно двумя способами, что отражено в первом начале термодинамики:
1. Путем совершения работы над телом или самим телом ($A$).
2. Путем теплопередачи ($Q$).
Изменение внутренней энергии ($\Delta U$) равно сумме количества теплоты, переданной телу, и работы, совершённой над телом внешними силами: $\Delta U = Q + A'$.

Ответ: Внутренняя энергия тела — это сумма кинетической энергии хаотического движения всех составляющих его частиц (атомов, молекул, ионов) и потенциальной энергии их взаимодействия друг с другом.