ГДЗ по физике, 10 класс, Мякишев, номер 81.2: Примеры решения задач по теме «внутренняя энергия. работа»
Физика — Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н.; под редакцией Парфентьевой Н.А.
Юлия Громова, преподаватель физики Шпаргача обновлено 11 сентября 2026
Условие
Стержень отбойного молотка приводится в движение сжатым воздухом. Масса воздуха в цилиндре за время хода поршня меняется от 0,1 до 0,5 г. Считая давление воздуха в цилиндре и температуру (27 °C) постоянными, определите работу газа за один ход поршня (Mвозд =0,029 кг/моль). Идеальный одноатомный газ находится в сосуде с жёсткими стенками объёмом 0,5 м³. При нагревании давление возросло на 4 кПа. На сколько увеличилась внутренняя энергия газа?
Номер как в учебнике. Условие — полный пересказ редакции: те же пункты, числа и факты, не цитата из книги.
Пошаговое решение
План решения
Задача состоит из двух независимых частей. В первой части необходимо найти работу газа при изобарном процессе, используя уравнение Менделеева–Клапейрона для связи массы газа с его количеством вещества и объёмом. Во второй части требуется определить изменение внутренней энергии идеального одноатомного газа в изохорном процессе (жёсткие стенки), связав это изменение с изменением давления через первый закон термодинамики или прямую формулу для внутренней энергии.
Часть 1: Работа воздуха в отбойном молотке
Дано: начальная масса m1=0,1 г =1·10-4 кг, конечная масса m2=0,5 г =5·10-4 кг, температура T=27°C=300 К, молярная масса M=0,029 кг/моль. Давление P постоянно. Работа газа при постоянном давлении равна A=PΔV. Из уравнения состояния идеального газа PV=νRT, где ν=m/M, выразим произведение PV: PV=m/MRT. Так как давление и температура постоянны, то изменение произведения PV равно работе: A=P(V2-V1)=PV2-PV1. Подставим выражения для начального и конечного состояний: A=m2/MRT-m1/MRT=RT/M(m2-m1) Вычислим разность масс: Δm=m2-m1=5·10-4-1·10-4=4·10-4 кг. Универсальная газовая постоянная R≈8,31 Дж/(моль·К). A=8,31·300/0,029·4·10-4 A≈2493/0,029·0,0004≈85965,5·0,0004≈34,4 Дж
Часть 2: Изменение внутренней энергии газа
Дано: объём V=0,5 м³ (постоянный), изменение давления ΔP=4 кПа =4000 Па. Газ идеальный одноатомный. Для идеального газа внутренняя энергия определяется формулой U=i/2νRT, где i=3 для одноатомного газа. Из уравнения Менделеева–Клапейрона PV=νRT следует, что νRT=PV. Тогда внутреннюю энергию можно записать как: U=3/2PV Так как объём постоянен, изменение внутренней энергии будет связано только с изменением давления: ΔU=3/2VΔP Подставим числовые значения: ΔU=3/2·0,5·4000=1,5·0,5·4000=0,75·4000=3000 Дж Проверка размерности: [Па]·[м³] = [Н/м²]·[м³] = [Н·м] = [Дж]. Всё верно.
а) A≈34,4 Дж
б) ΔU=3000 Дж
В первой задаче важно заметить, что работа совершается не самим газом, находящимся в цилиндре изначально, а системой, которая расширяется за счёт поступления новой массы воздуха при постоянных P и T. Формула A=Δ(PV) здесь корректна, так как процесс изобарный. Во второй задаче ключевым является переход от температуры к давлению через уравнение состояния, так как температура не дана явно.
Как решение?
Двойная оценка: понятность и подробность. Можно выбрать одно или оба.
У вас другое условие?
Загрузите фото — учтём ваши числа и редакцию.
Частые вопросы
Это точный номер 81.2 из моего учебника?
Номер совпадает с учебником «Физика», Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н.; под редакцией Парфентьевой Н.А.. Формулировка — пересказ редакции, не дословная цитата. Если в вашей редакции другие числа — загрузите фото.
Какой ответ в задании 81.2?
Краткий ответ: а) A 34,4 Дж б) U = 3000 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», Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н.; под редакцией Парфентьевой Н.А.. Проверьте часть, год и автора на обложке. Тема в учебнике: § 81. Примеры решения задач по теме «внутренняя энергия. работа».
Можно ли списать ответ без решения?
Лучше сначала решить самостоятельно, а разбор использовать для проверки хода и поиска ошибки.