Номер 41, страница 8 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

Дано:

Начальная внутренняя энергия газа $U_1 = 0,480$ МДж

Конечная внутренняя энергия газа $U_2 = 25,0$ кДж

Перевод в систему СИ:

$U_1 = 0,480 \text{ МДж} = 0,480 \cdot 10^6 \text{ Дж} = 480000 \text{ Дж}$

$U_2 = 25,0 \text{ кДж} = 25,0 \cdot 10^3 \text{ Дж} = 25000 \text{ Дж}$

Найти:

$\Delta U$ - ?

Как изменилась температура газа - ?

Решение:

Определите изменение внутренней энергии газа.

Изменение внутренней энергии $\Delta U$ равно разности между конечным ($U_2$) и начальным ($U_1$) значениями внутренней энергии.

$\Delta U = U_2 - U_1$

Подставим числовые значения, переведенные в систему СИ:

$\Delta U = 25000 \text{ Дж} - 480000 \text{ Дж} = -455000 \text{ Дж}$

Выразим результат в килоджоулях:

$\Delta U = -455 \text{ кДж}$

Знак минус указывает на то, что внутренняя энергия газа уменьшилась.

Ответ: изменение внутренней энергии газа составило -455 кДж.

Как в результате теплопередачи изменилась температура газа?

Внутренняя энергия идеального газа прямо пропорциональна его абсолютной температуре. Эта зависимость выражается формулой:

$U = \frac{i}{2}\nu RT$

где $\text{U}$ — внутренняя энергия, $\text{i}$ — число степеней свободы молекул газа, $\nu$ — количество вещества, $\text{R}$ — универсальная газовая постоянная, а $\text{T}$ — абсолютная температура.

Поскольку газ находится в закрытом баллоне, количество вещества $\nu$ и другие параметры ($i, R$) остаются постоянными. Следовательно, внутренняя энергия прямо пропорциональна температуре ($U \sim T$).

Так как внутренняя энергия газа уменьшилась ($\Delta U < 0$), это означает, что его абсолютная температура также уменьшилась.

Ответ: температура газа уменьшилась.