Номер 5, страница 26 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

5. Назовите способы изменения внутренней энергии тела.

5. Внутренняя энергия тела, которая представляет собой сумму кинетической энергии теплового движения его частиц (атомов, молекул) и потенциальной энергии их взаимодействия, может быть изменена двумя фундаментальными способами: совершением работы и теплопередачей.

Эти два способа количественно описываются первым законом термодинамики. Он гласит, что изменение внутренней энергии системы ($ \Delta U $) при переходе из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил, совершенной над системой ($ A $), и количества теплоты, переданного системе ($ Q $):

$ \Delta U = A + Q $

Рассмотрим каждый из этих способов подробнее:

1. Совершение механической работы.

Внутренняя энергия тела изменяется, когда над ним или им самим совершается работа.

• Если внешние силы совершают над телом положительную работу (например, при сжатии газа поршнем, деформации тела или трении), его внутренняя энергия увеличивается. Кинетическая энергия, передаваемая телу, переходит в энергию хаотического движения его частиц. Пример: если потереть ладони друг о друга, они согреются за счет работы сил трения.
• Если тело само совершает положительную работу над внешними силами (например, расширяющийся газ толкает поршень), его внутренняя энергия уменьшается, так как часть ее расходуется на совершение этой работы. Пример: при расширении сжатого воздуха в баллоне, он охлаждается.

2. Теплопередача (теплообмен).

Это процесс передачи энергии от более нагретого тела к менее нагретому, который происходит без совершения работы. Существует три вида теплопередачи:

• Теплопроводность – это перенос энергии от одной части тела к другой или от одного тела к другому при их непосредственном контакте. Передача энергии происходит за счет взаимодействия и соударений частиц вещества (атомов, молекул, электронов). Теплопроводность характерна для всех веществ, но особенно велика у металлов. Пример: нагревание металлической ложки, опущенной в горячий чай.
• Конвекция – это перенос энергии потоками жидкости или газа. При нагревании нижние слои жидкости или газа расширяются, их плотность уменьшается, и они поднимаются вверх под действием силы Архимеда. На их место опускаются более холодные и плотные верхние слои. Этот процесс создает циркулирующие потоки, которые переносят тепло. Пример: нагревание воды в кастрюле на плите или обогрев комнаты батареей отопления.
• Излучение (тепловое излучение) – это перенос энергии с помощью электромагнитных волн. Все тела, температура которых выше абсолютного нуля ($0$ К), излучают энергию. Этот вид теплопередачи не требует наличия среды и может происходить в вакууме. Пример: Земля получает энергию от Солнца, или тепло, которое мы ощущаем от костра.

Ответ:

Существует два способа изменения внутренней энергии тела:
1) Совершение механической работы над телом или самим телом.
2) Теплопередача (теплообмен), которая, в свою очередь, может осуществляться тремя видами: теплопроводностью, конвекцией и излучением.