Номер 10, страница 88, часть 3 - гдз по физике 9 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 3. Задания для подготовки к основному государственному экзамену по физике. Вариант 2 - номер 10, страница 88.

Условие.

10. Идеальный газ получил количество теплоты, равное 300 Дж. Известно, что работа, которую совершил этот газ, составляет $\frac{2}{3}$ от величины изменения его внутренней энергии. Чему равно изменение внутренней энергии этого газа?

Ответ: __________ Дж.

Решение.

Дано:

Количество теплоты, полученное газом: $Q = 300$ Дж.

Соотношение между работой газа и изменением его внутренней энергии: $A = \frac{2}{3} \Delta U$.

Найти:

Изменение внутренней энергии газа $\Delta U$.

Решение:

Согласно первому закону термодинамики, количество теплоты $Q$, переданное системе, расходуется на изменение ее внутренней энергии $\Delta U$ и на совершение системой работы $A$ над внешними телами. Математически это выражается формулой:

$Q = \Delta U + A$

Из условия задачи известно, что работа, которую совершил газ, составляет $\frac{2}{3}$ от величины изменения его внутренней энергии:

$A = \frac{2}{3} \Delta U$

Подставим это выражение для работы $A$ в уравнение первого закона термодинамики:

$Q = \Delta U + \frac{2}{3} \Delta U$

Сложим слагаемые в правой части уравнения:

$Q = (1 + \frac{2}{3}) \Delta U$

$Q = (\frac{3}{3} + \frac{2}{3}) \Delta U$

$Q = \frac{5}{3} \Delta U$

Теперь выразим из полученного уравнения искомую величину $\Delta U$:

$\Delta U = Q \cdot \frac{3}{5}$

Подставим числовые значения из условия задачи:

$\Delta U = 300 \text{ Дж} \cdot \frac{3}{5} = \frac{900}{5} \text{ Дж} = 180 \text{ Дж}$

Ответ: 180 Дж.