ГДЗ по физике, 8 класс, Перышкин, номер 5.5: Внутренняя энергия

План решения:

Внутренняя энергия — это суммарная энергия всех микрочастиц (молекул, атомов), из которых состоит тело. Чтобы определить факторы, влияющие на неё, нужно рассмотреть два вида энергии этих частиц: кинетическую энергию их движения и потенциальную энергию взаимодействия между ними.

Вычисление и анализ:

1. Температура тела (T). Температура является мерой средней кинетической энергии молекул. Чем выше температура, тем быстрее движутся частицы, и тем больше их кинетическая энергия. Следовательно, при неизменном агрегатном состоянии и массе рост температуры ведёт к росту внутренней энергии.
2. Агрегатное состояние вещества. При переходе вещества из одного состояния в другое (например, плавление или испарение) меняется расстояние между молекулами и характер их взаимодействия. Это влияет на потенциальную энергию частиц. Например, внутренняя энергия водяного пара при 100^°C больше, чем у воды при той же температуре, так как для разрыва связей между молекулами была затрачена энергия.
3. Масса тела (m). Внутренняя энергия — величина экстенсивная, то есть она зависит от количества вещества. Если взять две одинаковые по температуре и состоянию капли воды, но одна в два раза тяжелее другой, то во второй капле будет в два раза больше молекул, а значит, и суммарная внутренняя энергия будет в два раза больше.

Проверка:

Рассмотрим пример с куском льда и водой. Лёд тает при 0^°C. Во время плавления температура не меняется, но подводимая теплота увеличивает внутреннюю энергию за счёт изменения агрегатного состояния (разрушения кристаллической решётки). Если мы возьмём маленький кубик льда и большой блок льда при одной и той же температуре, у большого блока внутренняя энергия будет значительно выше из-за большей массы. Таким образом, три выделенных фактора подтверждают свою значимость.