Номер 11, страница 6 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

Решение

Внутренняя энергия тела ($\text{U}$) представляет собой сумму кинетической энергии хаотического (теплового) движения составляющих его частиц (атомов, молекул, ионов) и потенциальной энергии их взаимодействия друг с другом. Внутренняя энергия является функцией состояния системы и, в первую очередь, зависит от ее температуры.

Изменение внутренней энергии ($ \Delta U $) может происходить двумя способами: за счет совершения работы ($\text{A}$) над системой или системой и за счет теплопередачи ($\text{Q}$). Согласно первому началу термодинамики, $ \Delta U = Q + A_{внеш} $. Чтобы внутренняя энергия уменьшилась ($ \Delta U < 0 $), тело должно либо отдавать теплоту ($Q < 0$), либо совершать работу ($A_{тела} > 0$), либо и то, и другое.

Рассмотрим предложенные варианты:

а) его нагреть;

При нагревании тело получает некоторое количество теплоты ($Q > 0$), что приводит к увеличению его температуры. Увеличение температуры означает рост средней кинетической энергии частиц, из которых состоит тело. Следовательно, внутренняя энергия тела увеличится. Этот вариант неверен.

б) его охладить;

При охлаждении тело отдает теплоту окружающей среде ($Q < 0$), что приводит к понижению его температуры. Понижение температуры означает уменьшение средней кинетической энергии частиц тела. Следовательно, внутренняя энергия тела уменьшится. Этот вариант является правильным.

в) его опустить в воду той же температуры;

Если тело поместить в среду с такой же температурой, то система «тело-вода» будет находиться в состоянии теплового равновесия. Теплообмен между телом и водой происходить не будет ($Q = 0$). Внутренняя энергия тела не изменится. Этот вариант неверен.

г) его поднять на некоторую высоту;

Поднятие тела на высоту изменяет его потенциальную энергию в поле тяготения ($E_p = mgh$). Это изменение относится к механической энергии тела, а не к его внутренней энергии, которая характеризует состояние частиц внутри тела. Этот вариант неверен.

д) уменьшить скорость его движения.

Уменьшение скорости движения тела как единого целого приводит к уменьшению его кинетической энергии ($E_k = \frac{mv^2}{2}$). Это изменение также относится к механической энергии тела, а не к внутренней. Этот вариант неверен.

Таким образом, единственным процессом из перечисленных, который непосредственно приводит к уменьшению внутренней энергии тела, является его охлаждение.

Ответ: б) его охладить.