Номер 2, страница 80 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 3. Тепловые явления. Параграф 20. Способы изменения внутренней энергии. Вопросы для самопроверки - номер 2, страница 80.

Условие.

2. Приведите примеры изменения внутренней энергии тела при совершении работы.

Решение.

Внутренняя энергия тела представляет собой сумму кинетической энергии хаотического движения всех его частиц (молекул, атомов) и потенциальной энергии их взаимодействия друг с другом. Существует два способа изменения внутренней энергии: совершение работы и теплопередача. Рассмотрим примеры изменения внутренней энергии именно путем совершения работы.

Согласно первому закону термодинамики, изменение внутренней энергии системы $ \Delta U $ равно сумме работы, совершённой над системой внешними силами $ A' $, и количества теплоты $ Q $, переданного системе: $ \Delta U = Q + A' $. Если система адиабатически изолирована (то есть теплообмен с окружающей средой отсутствует, $ Q = 0 $), то всё изменение внутренней энергии происходит за счет совершения работы: $ \Delta U = A' $.

Это означает, что при совершении положительной работы над телом его внутренняя энергия увеличивается (тело нагревается). Если же само тело совершает работу $ A $ над внешними телами ($ A' = -A $), то его внутренняя энергия уменьшается (тело охлаждается): $ \Delta U = -A $.

Примеры увеличения внутренней энергии при совершении работы над телом:

• Трение. Если потереть ладони друг о друга или потереть палочку о дощечку, они нагреваются. Работа, совершаемая против сил трения, преобразуется во внутреннюю энергию, что приводит к повышению температуры.

• Сжатие газа. При быстром накачивании шины велосипедным насосом, его корпус и сжатый воздух внутри нагреваются. Внешняя сила, действующая на поршень, совершает работу над газом, увеличивая его внутреннюю энергию.

• Деформация. Если многократно сгибать и разгибать стальную или медную проволоку, место сгиба сильно нагреется. Механическая работа, затрачиваемая на деформацию, переходит во внутреннюю энергию материала.

• Удар. При ударе молотком по гвоздю или наковальне, они нагреваются. Кинетическая энергия молотка переходит во внутреннюю энергию тел, над которыми была совершена работа деформации.

Примеры уменьшения внутренней энергии при совершении работы самим телом:

• Расширение газа. Когда сжатый газ выходит из аэрозольного баллончика, он быстро расширяется и совершает работу по выталкиванию окружающего воздуха. Эта работа совершается за счет собственной внутренней энергии газа. В результате газ и сам баллончик сильно охлаждаются.

Ответ: Примерами изменения внутренней энергии тела при совершении работы являются: увеличение внутренней энергии (нагревание) при трении (трение ладоней), сжатии газа (работа насоса), неупругой деформации (сгибание проволоки) или ударе (удар молотком); уменьшение внутренней энергии (охлаждение) при расширении газа, который совершает работу над окружающими телами (выход газа из баллончика).