Номер 32, страница 7 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

Решение

Внутренняя энергия тела ($\text{U}$) представляет собой сумму кинетической энергии теплового движения составляющих его частиц (атомов, молекул) и потенциальной энергии их взаимодействия. Для твёрдых тел, таких как стальные гирьки, внутренняя энергия зависит от двух основных параметров: массы тела ($\text{m}$) и его абсолютной температуры ($\text{T}$).

Чем больше масса тела, тем больше в нём частиц, и, следовательно, при той же температуре его внутренняя энергия будет больше. Чем выше температура тела, тем больше средняя кинетическая энергия его частиц, и, следовательно, его внутренняя энергия также будет больше. Таким образом, внутренняя энергия является возрастающей функцией как массы, так и температуры.

Пусть массы двух стальных гирек равны $m_1$ и $m_2$, а их температуры — $T_1$ и $T_2$. По условию, их массы различны. Для определённости предположим, что $m_1 > m_2$.

Если бы температуры гирек были одинаковы ($T_1 = T_2$), то внутренняя энергия первой, более массивной гирьки, была бы больше, чем у второй: $U_1 > U_2$.

Для того чтобы их внутренние энергии стали равными ($U_1 = U_2$), необходимо, чтобы меньшая температура более массивной гирьки скомпенсировала её большую массу. Это означает, что температура гирьки с большей массой $m_1$ должна быть ниже температуры гирьки с меньшей массой $m_2$. То есть, должно выполняться условие $T_1 < T_2$.

Таким образом, подобрав соответствующие температуры, можно добиться равенства их внутренних энергий.

Ответ: Внутренние энергии двух стальных гирек разной массы могут стать одинаковыми, если гирька большей массы будет иметь более низкую температуру, а гирька меньшей массы — более высокую.