Номер 1, страница 13 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

1. Пользуясь рисунком 4, расскажите, как изменяется внутренняя энергия тела, когда над ним совершают работу.

1. Пользуясь рисунком 4, расскажите, как изменяется внутренняя энергия тела, когда над ним совершают работу.

Когда над телом совершают механическую работу, его внутренняя энергия, как правило, увеличивается. Внутренняя энергия тела — это сумма кинетической энергии хаотического теплового движения составляющих его частиц (атомов, молекул) и потенциальной энергии их взаимодействия.

Совершение работы над телом (например, при сжатии газа, трении или пластической деформации) приводит к увеличению скорости движения его частиц. Поскольку температура является мерой средней кинетической энергии этих частиц, то тело нагревается. Увеличение кинетической энергии частиц означает увеличение внутренней энергии всего тела.

Хотя рисунок 4 не предоставлен, можно рассмотреть типичный пример: резкое сжатие газа в сосуде с поршнем. Внешняя сила, действуя на поршень, совершает работу над газом. Молекулы газа, сталкиваясь с движущимся поршнем, увеличивают свою скорость, а значит, и свою кинетическую энергию. В результате внутренняя энергия газа и его температура возрастают. Согласно первому началу термодинамики, изменение внутренней энергии системы $\Delta U$ равно сумме количества теплоты $Q$, переданного системе, и работы $A'$, совершенной над системой внешними силами: $\Delta U = Q + A'$. Если процесс происходит адиабатически (без теплообмена с окружающей средой, $Q=0$), то вся совершенная работа идет на увеличение внутренней энергии: $\Delta U = A'$. Так как над телом совершают работу, $A' > 0$, следовательно, $\Delta U > 0$, что и означает рост внутренней энергии.

Ответ: При совершении работы над телом его внутренняя энергия увеличивается, что обычно сопровождается повышением его температуры.

2. Опишите опыт, по...

Предположительно, полный вопрос звучит так: «Опишите опыт, подтверждающий изменение внутренней энергии тела при совершении работы». Простой и наглядный опыт можно провести с обычным велосипедным насосом.

Для опыта понадобится насос. Необходимо плотно закрыть его выходное отверстие (например, пальцем) и начать быстро качать, перемещая поршень. Прикладывая усилие к ручке насоса, мы совершаем механическую работу по сжатию воздуха, находящегося внутри цилиндра. После нескольких (15-20) быстрых и резких качков можно заметить, что корпус насоса, особенно в нижней его части, ощутимо нагрелся. Нагревание свидетельствует о повышении температуры воздуха внутри насоса, а следовательно, и об увеличении его внутренней энергии. Таким образом, механическая работа, совершённая над газом, преобразовалась в его внутреннюю энергию.

Ответ: Опыт с быстрым сжатием воздуха в насосе, в результате которого корпус насоса нагревается, наглядно демонстрирует, что совершение механической работы над телом (в данном случае, над газом) приводит к увеличению его внутренней энергии.