Номер 3, страница 77 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

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

Условие.

3. От чего не зависит внутренняя энергия тела?

Решение.

2. От чего зависит внутренняя энергия тела?

Внутренняя энергия макроскопического тела ($\text{U}$) — это сумма кинетической энергии хаотического (теплового) движения составляющих его частиц (молекул, атомов, ионов) и потенциальной энергии их взаимодействия друг с другом. Исходя из этого определения, внутренняя энергия зависит от нескольких ключевых факторов:

1. От температуры. Температура является мерой средней кинетической энергии частиц тела. С повышением температуры средняя скорость движения частиц увеличивается, что приводит к росту их суммарной кинетической энергии и, следовательно, к увеличению внутренней энергии всего тела. Для идеального одноатомного газа эта зависимость прямая и выражается формулой: $U = \frac{3}{2} \nu R T$, где $\text{T}$ — абсолютная температура.

2. От агрегатного состояния 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) это расстояние меняется, что приводит к изменению потенциальной, а значит, и всей внутренней энергии. Например, при кипении воды ее температура не меняется (100°C), но внутренняя энергия пара значительно больше внутренней энергии воды той же массы, так как была совершена работа по преодолению сил межмолекулярного притяжения.

3. От количества вещества (массы). Внутренняя энергия является аддитивной величиной, то есть она пропорциональна количеству частиц в теле. Чем больше масса тела, тем больше его внутренняя энергия при прочих равных условиях (температура, агрегатное состояние).

Для реальных газов, жидкостей и твердых тел внутренняя энергия также зависит от объема, так как изменение объема ведет к изменению среднего расстояния между частицами и, следовательно, их потенциальной энергии взаимодействия.

Ответ: Внутренняя энергия тела зависит от его температуры, агрегатного состояния и массы (количества вещества). Для реальных тел (не идеальных газов) она также зависит от объема.

3. От чего не зависит внутренняя энергия тела?

Внутренняя энергия — это характеристика состояния самой термодинамической системы, определяемая параметрами, описывающими эту систему (температура, объем, количество вещества), и не зависит от системы отсчета. Следовательно, она не зависит от механической энергии тела как единого целого.

Внутренняя энергия не зависит от:

1. Механического движения тела как целого. Кинетическая энергия тела, обусловленная его поступательным или вращательным движением, не является частью его внутренней энергии. Например, чашка с горячим чаем на столе в поезде и такая же чашка в неподвижном доме имеют одинаковую внутреннюю энергию (при одинаковой температуре чая), хотя кинетическая энергия первой относительно земли гораздо больше.

2. Положения тела во внешних потенциальных полях. Потенциальная энергия тела, например, в поле тяготения Земли, не входит в состав его внутренней энергии. Так, внутренняя энергия кирпича, лежащего на земле, и такого же кирпича, поднятого на крышу дома, будет одинаковой (если их температура не изменилась).

Ответ: Внутренняя энергия тела не зависит от его механической кинетической энергии (энергии движения тела как целого) и от его потенциальной энергии во внешних полях (энергии положения тела в пространстве).