Номер 43, страница 8 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

Дано:

Изменение внутренней энергии: $ \Delta U = 20 \text{ кДж} $

Конечная внутренняя энергия: $ U_2 = 60 \text{ кДж} $

Процесс изохорный, так как газ находится в закрытом баллоне, следовательно, его объем постоянен: $ V = \text{const} $.

Перевод в систему СИ:

$ \Delta U = 20 \text{ кДж} = 20 \times 10^3 \text{ Дж} = 20000 \text{ Дж} $

$ U_2 = 60 \text{ кДж} = 60 \times 10^3 \text{ Дж} = 60000 \text{ Дж} $

Найти:

Количество теплоты, полученное газом: $\text{Q}$ - ?

Начальная внутренняя энергия: $ U_1 $ - ?

Решение:

Определите количество теплоты, полученной газом

Согласно первому закону термодинамики, количество теплоты $\text{Q}$, переданное системе, расходуется на изменение ее внутренней энергии $ \Delta U $ и на совершение системой работы $ A' $ над внешними телами:

$ Q = \Delta U + A' $

Так как газ находится в закрытом баллоне, его объем не изменяется ($ \Delta V = 0 $). Процесс, протекающий при постоянном объеме, называется изохорным. Работа газа в изохорном процессе равна нулю, поскольку работа вычисляется по формуле $ A' = p \Delta V $.

$ A' = p \cdot 0 = 0 $

Таким образом, для данного случая первый закон термодинамики упрощается и принимает вид:

$ Q = \Delta U $

Подставляя данное в условии значение изменения внутренней энергии, находим количество теплоты:

$ Q = 20 \text{ кДж} $

Ответ: количество теплоты, полученное газом, равно 20 кДж.

Чему была равна начальная внутренняя энергия газа

Изменение внутренней энергии $ \Delta U $ представляет собой разность между конечным ($ U_2 $) и начальным ($ U_1 $) значениями внутренней энергии:

$ \Delta U = U_2 - U_1 $

Из этой формулы можно выразить начальную внутреннюю энергию $ U_1 $:

$ U_1 = U_2 - \Delta U $

Подставим известные из условия значения конечной внутренней энергии и ее изменения:

$ U_1 = 60 \text{ кДж} - 20 \text{ кДж} = 40 \text{ кДж} $

Ответ: начальная внутренняя энергия газа была равна 40 кДж.