Номер А12, страница 93 - гдз по физике 9 класс учебник Кабардин

A12. Газу в цилиндре путём теплопередачи было передано количество теплоты 200 Дж. Нагретый газ совершил работу 100 Дж над внешними телами. Как изменилась внутренняя энергия газа в цилиндре?

1) увеличилась на 300 Дж

2) увеличилась на 200 Дж

3) увеличилась на 100 Дж

4) не изменилась

5) уменьшилась на 100 Дж

Дано:

Количество теплоты, переданное газу: $Q = 200 \text{ Дж}$

Работа, совершённая газом над внешними телами: $A = 100 \text{ Дж}$

Найти:

Изменение внутренней энергии газа $\Delta U$.

Решение:

Для определения изменения внутренней энергии газа воспользуемся первым законом термодинамики. Согласно этому закону, количество теплоты $\text{Q}$, переданное системе, расходуется на изменение её внутренней энергии $\Delta U$ и на совершение системой работы $\text{A}$ над внешними телами.

Первый закон термодинамики записывается в виде следующей формулы:

$Q = \Delta U + A$

Чтобы найти изменение внутренней энергии $\Delta U$, выразим его из этой формулы:

$\Delta U = Q - A$

Теперь подставим в полученную формулу числовые значения, данные в условии задачи.

Теплота передается газу, поэтому $\text{Q}$ имеет положительное значение ($Q = +200 \text{ Дж}$).

Газ совершает работу, поэтому, согласно принятому в термодинамике соглашению о знаках для этой формы записи закона, работа $\text{A}$ также положительна ($A = +100 \text{ Дж}$).

$\Delta U = 200 \text{ Дж} - 100 \text{ Дж}$

$\Delta U = 100 \text{ Дж}$

Так как результат ($\Delta U$) является положительной величиной, это означает, что внутренняя энергия газа увеличилась. Величина этого увеличения составляет 100 Дж.

Ответ: увеличилась на 100 Дж.