Решение упражнения 11

1. Изменение внутренней энергии системы тел

Внутренняя энергия системы изменилась за счет перехода кинетической энергии в тепловую. Начальная кинетическая энергия системы:

$$K_1 = 2 \cdot \frac{mv^2}{2} = mv^2 = 1 \text{ кг} \cdot (2 \frac{\text{м}}{\text{с}})^2 = 4 \text{ Дж}$$

Конечная кинетическая энергия системы:

$$K_2 = 0$$

Изменение кинетической энергии:

$$\Delta K = K_2 - K_1 = 0 - 4 \text{ Дж} = -4 \text{ Дж}$$

Следовательно, внутренняя энергия системы увеличилась на:

$$\Delta U = - \Delta K = 4 \text{ Дж}$$

Ответ: Внутренняя энергия системы тел увеличилась на 4 Дж.

2. Изменение внутренней энергии газа

По первому закону термодинамики:

$$\Delta U = Q - A$$

Где:

• $$\Delta U$$ - изменение внутренней энергии,
• $$Q$$ - количество теплоты, переданное газу (200 Дж),
• $$A$$ - работа, совершенная газом (250 Дж).

Тогда:

$$\Delta U = 200 \text{ Дж} - 250 \text{ Дж} = -50 \text{ Дж}$$

Ответ: Внутренняя энергия газа уменьшилась на 50 Дж.

3. Количество теплоты, отданное газом

По первому закону термодинамики:

$$\Delta U = Q - A$$

В данном случае работа совершается над газом, поэтому A = -2000 Дж. Изменение внутренней энергии ΔU = 1000 Дж. Тогда:

$$Q = \Delta U + A = 1000 \text{ Дж} + (-2000 \text{ Дж}) = -1000 \text{ Дж}$$

Ответ: Газ отдал окружающей среде количество теплоты 1000 Дж.

4. Работа, совершенная телом

По первому закону термодинамики:

$$\Delta U = Q - A$$

Где:

• $$\Delta U$$ - изменение внутренней энергии тела (-20 Дж),
• $$Q$$ - количество теплоты, полученное телом (12 Дж),
• $$A$$ - работа, совершенная телом.

Тогда:

$$A = Q - \Delta U = 12 \text{ Дж} - (-20 \text{ Дж}) = 12 \text{ Дж} + 20 \text{ Дж} = 32 \text{ Дж}$$

Ответ: Тело совершило работу 32 Дж.