Номер 1, страница 77 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 3. Тепловые явления. Параграф 19. Внутренняя энергия. Вопросы для самопроверки - номер 1, страница 77.

Условие.

1. Какую энергию называют внутренней?

Решение.

1. Какую энергию называют внутренней?

Внутренняя энергия термодинамической системы ($\text{U}$) — это полная энергия, содержащаяся внутри этой системы. Она представляет собой сумму кинетической энергии хаотического (теплового) движения всех частиц (атомов, молекул, ионов), из которых состоит тело, и потенциальной энергии их взаимодействия друг с другом.

Таким образом, внутреннюю энергию можно представить в виде суммы двух основных компонентов:

1. Суммарная кинетическая энергия частиц. Эта часть энергии связана со скоростью движения частиц. Чем выше температура тела, тем быстрее движутся его частицы (поступательно, вращательно, колебательно), и тем больше их кинетическая энергия.

2. Суммарная потенциальная энергия взаимодействия частиц. Эта часть энергии определяется силами притяжения и отталкивания между частицами и зависит от расстояния между ними. Она особенно важна при изменении агрегатного состояния вещества (например, при плавлении или кипении).

Внутренняя энергия не включает в себя кинетическую энергию движения тела как единого целого и его потенциальную энергию в поле внешних сил (например, в поле тяготения).

Для идеального одноатомного газа, где взаимодействием между атомами пренебрегают, внутренняя энергия равна сумме кинетических энергий его атомов и вычисляется по формуле: $U = \frac{3}{2} \nu R T$, где $\nu$ – количество вещества, $\text{R}$ – универсальная газовая постоянная, $\text{T}$ – абсолютная температура.

Ответ: Внутренней энергией называют сумму кинетической энергии хаотического движения всех частиц тела (молекул, атомов) и потенциальной энергии их взаимодействия друг с другом.

2. От чего зависит внутренняя энергия тела?

Внутренняя энергия тела является функцией его состояния и зависит от нескольких макроскопических параметров:

1. От температуры. Это основная зависимость. При повышении температуры увеличивается средняя скорость хаотического движения частиц, что приводит к росту их кинетической энергии и, следовательно, к увеличению внутренней энергии тела.

2. От агрегатного состояния вещества. При одинаковой температуре внутренняя энергия одного и того же вещества в газообразном состоянии больше, чем в жидком, а в жидком — больше, чем в твёрдом. Это связано с тем, что при переходе в более "свободное" агрегатное состояние (например, от жидкости к газу) увеличивается расстояние между молекулами, а значит, растёт их потенциальная энергия взаимодействия.

3. От количества вещества (массы). Внутренняя энергия — аддитивная величина, то есть она прямо пропорциональна массе тела или количеству вещества в нём. Чем больше частиц в теле, тем больше их суммарная кинетическая и потенциальная энергия.

4. От объёма (для реальных газов, жидкостей и твёрдых тел). Изменение объёма приводит к изменению среднего расстояния между частицами, что, в свою очередь, изменяет их потенциальную энергию взаимодействия и, как следствие, внутреннюю энергию. Для идеального газа, в модели которого взаимодействие частиц не учитывается, внутренняя энергия от объёма не зависит.

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 количества вещества (массы).