ГДЗ по физике, 8 класс, Перышкин, номер 6.6: Способы изменения внутренней энергии тела

План решения:

Для ответа на вопрос необходимо рассмотреть процесс изменения внутренней энергии тела. Вспомним два основных способа изменения внутренней энергии: теплопередача и совершение работы. В данном случае мы имеем дело с механическим взаимодействием двух тел (спички и коробка), поэтому ключевым фактором является работа силы трения.

Вычисление и обоснование:

1. Когда спичку проводят по коробку, между поверхностями возникает сила трения. Чтобы преодолеть эту силу, человек прикладывает усилие и перемещает спичку, то есть совершает механическую работу (A).

2. Согласно первому закону термодинамики, изменение внутренней энергии системы равно сумме количества теплоты, переданного системе, и работы внешних сил над системой: ΔU=Q+A. Поскольку процесс происходит быстро и изолированно от окружающей среды в момент трения, Q≈0, а работа силы трения положительна для системы «спичка-коробок» (энергия переходит во внутреннюю).

3. Механическая энергия движения спички превращается во внутреннюю энергию молекул вещества спички и коробка. Это приводит к увеличению средней кинетической энергии частиц, что макроскопически проявляется как нагревание.

Проверка и вывод:

Наблюдательный факт подтверждает теорию: после резкого трения головка спички становится горячей, а при достаточном усилии — загорается. Это означает, что температура повысилась, следовательно, внутренняя энергия увеличилась. Таким образом, способ изменения внутренней энергии здесь — совершение работы против силы трения.