Номер 5, страница 23 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

5. От чего зависит внутренняя энергия тела?

Решение

Внутренняя энергия тела ($U$) — это сумма кинетической энергии хаотического (теплового) движения всех частиц (атомов, молекул, ионов), из которых состоит тело, и потенциальной энергии их взаимодействия друг с другом.

Таким образом, внутренняя энергия зависит от нескольких ключевых факторов:

1. Температура. С повышением температуры увеличивается средняя скорость теплового движения частиц тела. Это приводит к росту их суммарной кинетической энергии и, следовательно, к увеличению внутренней энергии тела.
2. Агрегатное состояние вещества. Потенциальная энергия взаимодействия частиц зависит от расстояния между ними. При переходе вещества из одного агрегатного состояния в другое (например, из твердого в жидкое или из жидкого в газообразное) среднее расстояние между частицами изменяется, что ведет к изменению их потенциальной энергии. Например, при одинаковой температуре внутренняя энергия воды в виде пара больше, чем в жидком состоянии, так как при испарении совершается работа против сил межмолекулярного притяжения, и потенциальная энергия молекул возрастает.
3. Количество вещества (масса). Внутренняя энергия — это экстенсивная величина, то есть она прямо пропорциональна количеству частиц в теле. Чем больше масса тела, тем, при прочих равных условиях (температуре и агрегатном состоянии), больше его внутренняя энергия.

Для идеального газа, где взаимодействием молекул пренебрегают, внутренняя энергия зависит только от температуры и количества вещества. Например, для идеального одноатомного газа она вычисляется по формуле:

$U = \frac{3}{2}\nu RT = \frac{3}{2}\frac{m}{M}RT$

где $\nu$ — количество вещества, $m$ — масса газа, $M$ — его молярная масса, $R$ — универсальная газовая постоянная, а $T$ — абсолютная температура.

Важно отметить, что внутренняя энергия не зависит от механического движения тела как целого и от его положения в пространстве относительно других тел.

Ответ: Внутренняя энергия тела зависит от его температуры, агрегатного состояния и массы (или количества вещества).