ГДЗ по физике, 10 класс, Мякишев, номер 79.3: Внутренняя энергия

План решения:

Для ответа на вопрос необходимо вспомнить формулу внутренней энергии одноатомного идеального газа. Внутренняя энергия U зависит только от абсолютной температуры T и количества вещества (или числа молекул). Формула имеет вид: U=3/2νRT где ν — количество моль, R — универсальная газовая постоянная.

Вычисление:

Пусть начальная температура газа равна T₁, тогда его внутренняя энергия U₁=3/2νRT₁.
По условию задачи абсолютная температура повысилась в 2 раза, то есть конечная температура T₂=2T₁.
Найдем конечную внутреннюю энергию U₂, подставив новое значение температуры в формулу:
U₂=3/2νRT₂=3/2νR(2T₁)=2·(3/2νRT₁)=2U₁

Таким образом, внутренняя энергия увеличилась в 2 раза.

Проверка и выбор ответа:

Мы установили прямую пропорциональную зависимость между внутренней энергией одноатомного идеального газа и его абсолютной температурой (U∼T). Если температура растет линейно, то и энергия растет так же.
Сравним полученный результат с предложенными вариантами:
1) увеличивается в 4 раза — неверно;
2) увеличивается в 2 раза — верно;
3) уменьшается в 2 раза — неверно;
4) уменьшается в 4 раза — неверно.