Номер 4, страница 103 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 3. Тепловые явления. Параграф 27. Первый закон термодинамики. Задание 26 - номер 4, страница 103.

Условие.

4. Газ, получив количество теплоты 2000 Дж, расширился и передвинул поршень в цилиндре. Его внутренняя энергия при этом уменьшилась на 500 Дж. Чему равно перемещение поршня, если при этом была преодолена постоянная сила сопротивления 1250 Н?

Решение.

Дано:

Количество теплоты, полученное газом, $Q = 2000$ Дж.

Изменение внутренней энергии газа, $\Delta U = -500$ Дж (внутренняя энергия уменьшилась, поэтому изменение отрицательное).

Сила сопротивления, $F = 1250$ Н.

Все данные представлены в системе СИ.

Найти:

Перемещение поршня, $\text{s}$.

Решение:

Согласно первому закону термодинамики, количество теплоты, переданное системе, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами:

$Q = \Delta U + A$

где $\text{A}$ — работа, совершенная газом.

Выразим работу, которую совершил газ, из этого уравнения:

$A = Q - \Delta U$

Подставим известные значения в формулу:

$A = 2000 \text{ Дж} - (-500 \text{ Дж}) = 2000 \text{ Дж} + 500 \text{ Дж} = 2500 \text{ Дж}$

Работа, совершаемая при перемещении поршня против постоянной силы сопротивления, вычисляется по формуле:

$A = F \cdot s$

где $\text{F}$ — сила сопротивления, а $\text{s}$ — перемещение поршня.

Выразим перемещение поршня $\text{s}$ из этой формулы:

$s = \frac{A}{F}$

Подставим найденное значение работы и данное значение силы:

$s = \frac{2500 \text{ Дж}}{1250 \text{ Н}} = 2 \text{ м}$

Ответ: перемещение поршня равно 2 м.