Номер 36, страница 8 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

Решение

Утверждение, что внутренняя энергия тела не зависит от состояния его механического движения, является верным в рамках определённой идеализированной модели, но не всегда справедливо в реальных физических процессах.

С точки зрения термодинамики, полная энергия тела ($E_{полн}$) складывается из его механической энергии и внутренней энергии: $E_{полн} = E_{мех} + U$. Внутренняя энергия ($\text{U}$) по определению — это сумма кинетической энергии хаотического (теплового) движения частиц (атомов, молекул), из которых состоит тело, и потенциальной энергии их взаимодействия. Механическая энергия ($E_{мех}$) — это энергия движения тела как единого целого (кинетическая энергия, $E_к = \frac{mv^2}{2}$) и его взаимодействия с другими телами (потенциальная энергия, $E_п$). В этой модели внутренняя энергия определяется в системе отсчёта, связанной с центром масс тела, и, следовательно, по определению не зависит от скорости движения тела как целого. Например, стальной шарик, лежащий на столе, и тот же шарик, летящий со скоростью 100 м/с, будут иметь одинаковую внутреннюю энергию, если их температура одинакова.

Однако в реальных условиях механическое движение тела часто сопровождается процессами, которые приводят к изменению его внутренней энергии. Основная причина — наличие сил сопротивления или трения.

Рассмотрим пример: тело, движущееся в воздухе. Из-за сопротивления воздуха часть механической кинетической энергии тела переходит во внутреннюю энергию как самого тела, так и окружающего воздуха. Тело нагревается. Таким образом, его внутренняя энергия увеличивается, и это увеличение напрямую связано с его механическим движением. Яркий пример — сгорание метеоритов в атмосфере Земли. Их огромная кинетическая энергия из-за трения о воздух переходит во внутреннюю, что приводит к их разогреву до тысяч градусов.

Другой пример — неупругое столкновение. Когда, например, комок пластилина ударяется о стену и останавливается, его механическая кинетическая энергия почти полностью переходит во внутреннюю энергию — пластилин деформируется и нагревается.

Таким образом, хотя по определению внутренняя энергия отделена от энергии механического движения, в реальных системах, где действуют неконсервативные силы (трение, сопротивление), состояние механического движения может непосредственно влиять на величину внутренней энергии.

Ответ: Нет, данное утверждение верно не всегда. В реальных условиях, при наличии сил трения или при неупругих взаимодействиях, механическая энергия тела может переходить во внутреннюю. В таких случаях внутренняя энергия тела оказывается зависимой от его механического движения (например, от скорости движения в среде с сопротивлением).