Номер 1, страница 23 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

1. Что называют внутренней энергией тела?

1. Что называют внутренней энергией тела?

Внутренняя энергия тела (или термодинамической системы) — это фундаментальное понятие в термодинамике, представляющее собой полную энергию системы за вычетом кинетической энергии её движения как целого и потенциальной энергии её положения во внешних полях (например, гравитационном). Внутренняя энергия, обозначаемая обычно буквой $U$, является функцией состояния системы, то есть она однозначно определяется параметрами состояния системы (её температурой, давлением, объёмом и т.д.) и не зависит от того, каким путём система пришла в это состояние.

Внутренняя энергия складывается из нескольких составляющих на микроскопическом уровне:

• Кинетическая энергия хаотического (теплового) движения частиц (молекул, атомов, ионов), из которых состоит тело. Эта энергия включает в себя энергию поступательного, вращательного и колебательного движения частиц. Чем выше температура тела, тем больше средняя кинетическая энергия его частиц.
• Потенциальная энергия взаимодействия частиц друг с другом. Эта энергия обусловлена силами межмолекулярного (межатомного) притяжения и отталкивания. Она зависит от среднего расстояния между частицами и, следовательно, от объёма и агрегатного состояния вещества (в идеальных газах ею пренебрегают, а в жидкостях и твёрдых телах она играет существенную роль).
• Внутриатомная и внутриядерная энергия. Это энергия движения электронов в атомах и энергия связи нуклонов (протонов и нейтронов) в ядрах. Эти составляющие, как правило, не изменяются в ходе обычных тепловых процессов и химических реакций, поэтому их изменение часто считают равным нулю, но они являются неотъемлемой частью полной внутренней энергии.

Таким образом, внутреннюю энергию можно представить как сумму кинетической энергии микрочастиц и потенциальной энергии их взаимодействия:

$U = E_{кин} + E_{пот}$

Важно подчеркнуть, что механическая энергия тела как целого (его кинетическая энергия, если тело движется с некоторой скоростью, и его потенциальная энергия в поле тяготения) не входит в состав внутренней энергии.

Для модели идеального газа, где взаимодействием между молекулами пренебрегают, внутренняя энергия является только суммой кинетических энергий его молекул и зависит исключительно от температуры. Для одноатомного идеального газа она вычисляется по формуле:

$U = \frac{3}{2} \nu R T$

где $\nu$ — количество вещества (в молях), $R$ — универсальная газовая постоянная, а $T$ — абсолютная температура.

Ответ: Внутренняя энергия тела — это сумма кинетической энергии хаотического теплового движения всех его частиц (молекул, атомов) и потенциальной энергии их взаимодействия друг с другом. Внутренняя энергия не включает в себя механическую энергию тела как единого целого.