1. Газ находился в цилиндре с поршнем площадью поперечного сечения 200 см^2. После того, как газ нагрели, сообщив ему количество теплоты в 1,5*10^5 Дж, поршень сдвинулся на расстояние h=30 см. Как изменилась внутренняя энергия газа, если его давление осталось равным 2*10^7 Па?

2. Приведите пример действия первого закона термодинамики.

3. Можно ли передать системе некоторое количество теплоты, не вызывая при этом повышения ее температуры?

4. После сильного шторма вода в море становится теплее. Почему?

5. Один поэт так писал о капле: "Она жила и по стеклу текла, но вдруг ее морозом оковало, и неподвижной льдинкой капля стала, а в мире поубавилось тепла". Вы согласны с поэтом?

Физика 11 класс Термодинамика внутренняя энергия газа первый закон термодинамики передача теплоты повышение температуры температура воды в море шторма капля воды замерзание воды физика 11 класс термодинамика давление газа Количество теплоты поршень цилиндр изменение энергии Новый

Ответ:

1) Чтобы определить, как изменилась внутренняя энергия газа, сначала рассчитаем изменение объема поршня. Мы знаем, что площадь поперечного сечения поршня составляет 200 см², что равно 200·10⁻⁴ м². Поршень сдвинулся на расстояние h = 30 см, или 0,30 м. Теперь можем найти изменение объема (ΔV):

• ΔV = S·Δh = 200·10⁻⁴ м² · 0,30 м = 0,006 м³.

Теперь мы можем рассчитать работу, совершенную газом при сдвиге поршня. Работа (A) определяется по формуле:

• A = p·ΔV, где p — давление газа. В нашем случае давление равно 2·10⁷ Па.

Подставляем значения:

• A = 2·10⁷ Па · 0,006 м³ = 120 000 Дж.

Теперь мы можем найти изменение внутренней энергии (ΔU) газа, используя первый закон термодинамики:

• ΔU = Q - A, где Q — количество теплоты, переданное газу. У нас Q = 1,5·10⁵ Дж.

Подставляем значения:

• ΔU = 150 000 Дж - 120 000 Дж = 30 000 Дж.

Таким образом, изменение внутренней энергии газа составляет 30 000 Дж.

2) Примером действия первого закона термодинамики может служить работа двигателя внутреннего сгорания. В процессе сгорания топлива в цилиндре происходит выделение тепла, которое передается в рабочее тело (газ), что приводит к увеличению внутренней энергии и выполнению работы поршнями.

3) Да, тепло можно передать системе, не вызывая при этом повышения ее температуры. Это возможно, если всё полученное тепло будет затрачено на выполнение работы, например, при изменении объема системы без изменения температуры, как это происходит в изотермических процессах.

4) После сильного шторма температура воды в море может повышаться из-за трения между водными слоями, а также из-за смешивания теплых и холодных вод. Шторм вызывает интенсивное перемешивание, что способствует равномерному распределению тепла в воде.

5) Я не согласен с поэтом. При кристаллизации воды в лед выделяется тепло, что приводит к уменьшению внутренней энергии системы. Таким образом, в окружающей среде понижается температура, и "в мире поубавилось тепла". Это подтверждает, что состояние вещества изменяется с выделением тепла, что не соответствует созданной поэтом картине.