Задания для развития, страница 61 - гдз по физике 8 класс учебник Кронгарт, Насохова

• Как изменилась внутренняя энергия водяного пара во время опыта?
• Каким способом вы изменяли внутреннюю энергию водяного пара в опыте?
• Объясните, что произошло с пробкой.
• Что можно сказать о зависимости изменения внутренней энергии тела от полученного количества теплоты?
• За счет чего газ совершает работу?

Как изменилась внутренняя энергия водяного пара во время опыта?

В ходе опыта внутренняя энергия водяного пара увеличилась. Сначала вода получала теплоту для нагрева до температуры кипения, а затем для парообразования. Процесс превращения воды в пар требует подвода значительного количества теплоты, которое идет на увеличение потенциальной энергии взаимодействия молекул, то есть на увеличение внутренней энергии. При выталкивании пробки пар совершает работу, и его внутренняя энергия уменьшается, однако общее изменение внутренней энергии с начала нагрева до момента совершения работы является положительным, так как система получила большое количество теплоты.

Ответ: Внутренняя энергия водяного пара увеличилась.

Каким способом вы изменяли внутреннюю энергию водяного пара в опыте?

Внутренняя энергия водяного пара в опыте изменялась путем теплопередачи. Воду в сосуде нагревали, передавая ей количество теплоты от внешнего источника (например, горелки). Эта теплота сначала увеличивала внутреннюю энергию воды, а затем — пара, который из нее образовывался.

Ответ: Путем теплопередачи (нагревания).

Объясните, что произошло с пробкой.

При нагревании вода интенсивно испарялась, превращаясь в водяной пар. Концентрация молекул пара в замкнутом объеме под пробкой росла, что приводило к увеличению его давления. Сила давления пара на пробку в какой-то момент превысила силу трения, удерживающую ее. В результате пар, расширяясь, вытолкнул пробку, совершив при этом механическую работу.

Ответ: Пробка была вытолкнута из сосуда расширяющимся водяным паром, давление которого возросло в результате нагревания.

Что можно сказать о зависимости изменения внутренней энергии тела от полученного количества теплоты?

Изменение внутренней энергии тела не всегда равно полученному им количеству теплоты. Согласно первому закону термодинамики, количество теплоты $Q$, переданное системе, идет на изменение ее внутренней энергии $\Delta U$ и на совершение системой работы $A$ над внешними телами. Эта зависимость выражается формулой: $Q = \Delta U + A$. Отсюда изменение внутренней энергии равно $\Delta U = Q - A$. Таким образом, полученное тепло расходуется и на изменение внутренней энергии, и на совершение работы.

Ответ: Изменение внутренней энергии тела равно разности между полученным количеством теплоты и работой, совершенной телом: $\Delta U = Q - A$.

За счет чего газ совершает работу?

Газ совершает работу за счет своей внутренней энергии. Когда газ расширяется, он совершает работу против внешних сил (например, толкает пробку). Этот процесс сопровождается уменьшением его внутренней энергии, если к газу не подводится теплота извне. В данном опыте работа по выталкиванию пробки была совершена за счет уменьшения внутренней энергии водяного пара. Это пример превращения внутренней энергии в механическую.

Ответ: Газ совершает работу за счет уменьшения своей внутренней энергии.