Номер 28, страница 7 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

Решение

Да, внутренняя энергия металлической заготовки изменится, а именно — увеличится. Рассмотрим этот процесс подробнее.

Внутренняя энергия тела ($\text{U}$) складывается из двух основных компонентов: кинетической энергии хаотического движения его частиц (атомов и молекул) и потенциальной энергии их взаимодействия друг с другом.

Изменить внутреннюю энергию можно двумя способами: совершением работы над телом или посредством теплопередачи. В рассматриваемом случае, когда заготовку зажимают в тисках, внешние силы (со стороны тисков) совершают работу над заготовкой. Эта работа приводит к деформации заготовки, что влияет на ее внутреннюю энергию.

Возможны два вида деформации:

1. Упругая деформация. Если сила сжатия невелика, заготовка деформируется упруго. При этом атомы в кристаллической решетке смещаются со своих положений равновесия, что приводит к увеличению потенциальной энергии их взаимодействия. Поскольку внутренняя энергия — это сумма кинетической и потенциальной энергий, ее общая величина возрастает.

2. Пластическая деформация. Если сила сжатия превышает предел упругости материала, деформация становится пластической (необратимой). В этом случае происходит смещение слоев кристаллической решетки относительно друг друга. Этот процесс сопровождается внутренним трением, из-за которого часть совершенной работы преобразуется в теплоту. Заготовка нагревается, что означает увеличение средней кинетической энергии движения ее частиц. Следовательно, внутренняя энергия также увеличивается.

Таким образом, независимо от типа деформации, работа, совершаемая над заготовкой, идет на увеличение ее внутренней энергии. Согласно первому закону термодинамики, изменение внутренней энергии системы $ \Delta U $ равно сумме работы $ A' $, совершенной над системой, и количества теплоты $\text{Q}$, переданного системе: $ \Delta U = Q + A' $. В нашем случае работа $ A' $ положительна. Процесс происходит достаточно быстро, поэтому теплообменом с окружающей средой ($\text{Q}$) можно пренебречь. Следовательно, $ \Delta U \approx A' > 0 $, что подтверждает увеличение внутренней энергии.

Ответ: Да, изменится. Внутренняя энергия металлической заготовки увеличится, так как при ее зажатии в тисках совершается механическая работа, которая приводит к деформации и, как следствие, к увеличению потенциальной и/или кинетической энергии частиц, из которых состоит заготовка.