Номер 35, страница 7 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

Одинаково ли изменение внутренней энергии кусков чугуна?

Да, изменение внутренней энергии кусков чугуна будет одинаковым. Внутренняя энергия является функцией состояния системы, то есть она зависит только от текущих параметров системы (таких как масса, температура, агрегатное состояние), а не от способа, которым система пришла в это состояние.

Поскольку оба куска чугуна одинаковы (имеют равные массы $\text{m}$ и состоят из одного и того же вещества с удельной теплоемкостью $\text{c}$) и нагреваются до одной и той же конечной температуры, то их изменение температуры $ΔT$ одинаково. Изменение внутренней энергии при нагревании определяется формулой:

$ΔU = c \cdot m \cdot ΔT$

Так как все величины в правой части формулы для обоих кусков равны, то и изменение их внутренней энергии $ΔU$ будет одинаковым.

Ответ: Да, изменение внутренней энергии кусков чугуна одинаково.

Чем отличаются способы изменения внутренней энергии?

Способы изменения внутренней энергии в двух случаях различны. Существует два фундаментальных способа изменения внутренней энергии термодинамической системы: теплопередача и совершение работы.

1. В первом случае (нагрев в электропечи) внутренняя энергия куска чугуна увеличивается за счет теплопередачи. Тепловая энергия передается от более горячих нагревательных элементов печи к более холодному куску чугуна. В этом процессе изменение внутренней энергии равно полученному телом количеству теплоты $\text{Q}$: $ΔU = Q$.

2. Во втором случае (нагрев от ударов молота) внутренняя энергия увеличивается за счет совершения над телом механической работы. При ударах молота происходит деформация металла, в результате чего механическая энергия движения молота преобразуется во внутреннюю энергию куска чугуна, увеличивая кинетическую энергию хаотического движения его атомов. В этом процессе изменение внутренней энергии равно совершенной над телом работе $\text{A}$: $ΔU = A$.

Таким образом, хотя конечный результат (изменение внутренней энергии) одинаков, он достигается разными физическими процессами.

Ответ: В первом случае внутренняя энергия изменилась путем теплопередачи, а во втором — путем совершения механической работы.