10 класс Внутренняя энергия § 47. Внутренняя энергия

ГДЗ по физике, 10 класс, Касьянов, номер 47.2: Внутренняя энергия

Физика; углубленное обучение — Касьянов В.А.

Татьяна Белова, преподаватель физики Шпаргача обновлено 12 сентября 2026

← 47.1 47.3 →

Условие

Определите изменение внутренней энергии гелия при его изобарном расширении от начального объёма 10 л до конечного 15 л. Давление газа 10⁴ Па.

Номер как в учебнике. Условие — полный пересказ редакции: те же пункты, числа и факты, не цитата из книги.

Пошаговое решение

Для решения задачи воспользуемся первым началом термодинамики и формулой для изменения внутренней энергии идеального одноатомного газа. Гелий является одноатомным газом, поэтому его внутренняя энергия зависит только от температуры.

Шаг 1. Анализ физических величин и перевод единиц

Дано:

Начальный объём V₁=10 л;
Конечный объём V₂=15 л;
Давление P=10⁴ Па;
Процесс изобарный (P=const).

Переведём объёмы в систему СИ (кубические метры), так как давление дано в Паскалях:

V₁=10·10^-3 м³ =0,01 м³ V₂=15·10^-3 м³ =0,015 м³

Изменение объёма:

ΔV=V₂-V₁=0,015-0,01=0,005 м³

Шаг 2. Вывод формулы для изменения внутренней энергии

Внутренняя энергия одноатомного идеального газа определяется выражением:

U=3/2νRT

Следовательно, изменение внутренней энергии равно:

ΔU=3/2νRΔT

Используем уравнение Менделеева — Клапейрона для изобарного процесса: PΔV=νRΔT. Подставим это произведение в формулу для ΔU:

ΔU=3/2PΔV

Шаг 3. Вычисление результата

Подставим числовые значения в полученную формулу:

ΔU=3/2·10⁴·0,005

Выполним вычисления пошагово:

ΔU=1,5·10⁴·5·10^-3 ΔU=1,5·5·10^4-3 ΔU=7,5·10¹=75 Дж

Шаг 4. Проверка и ответ

Полученное значение положительное, что соответствует расширению газа (газ совершает работу, но при подводе тепла внутренняя энергия также может расти, либо мы считаем просто изменение состояния). Для одноатомного газа при изобарном нагревании ΔU>0, если температура растёт. Так как объём увеличился при постоянном давлении, то по закону Гей-Люссака температура тоже увеличилась, значит, внутренняя энергия возросла.

Ответ совпадает с ориентировочным ключом.

Ответ

75 Дж

Задача решается через связь работы газа и изменения внутренней энергии для одноатомного газа. Ключевой момент — знание того, что гелий одноатомный (i=3) и использование соотношения ΔU=i/2PΔV.

Как решение?

Двойная оценка: понятность и подробность. Можно выбрать одно или оба.

Подробность

У вас другое условие?

Загрузите фото — учтём ваши числа и редакцию.

Решить по фото

Частые вопросы

Это точный номер 47.2 из моего учебника?

Номер совпадает с учебником «Физика; углубленное обучение», Касьянов В.А.. Формулировка — пересказ редакции, не дословная цитата. Если в вашей редакции другие числа — загрузите фото.

Какой ответ в задании 47.2?

Краткий ответ: 75 Дж.

Как пользоваться этим разбором?

Сначала прочитайте условие и чертёж, затем шаги решения по порядку и сверьте свой ход с кратким ответом внизу.

Какой учебник имеется в виду?

«Физика; углубленное обучение», Касьянов В.А.. Проверьте часть, год и автора на обложке. Тема в учебнике: § 47. Внутренняя энергия.

Можно ли списать ответ без решения?

Лучше сначала решить самостоятельно, а разбор использовать для проверки хода и поиска ошибки.