Question

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?​

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

1)

Изменение объема поршня:

ΔV = S·Δh = 200·10⁻⁴·0,30 = 0,006 м³

Работа:

A = p·ΔV = 2·10⁷·0,006 = 120 000 Дж

Изменение внутренней энергии:

ΔU = Q - A = 150 000 - 120  000 = 30 000 Дж

2.

В двигателе внутреннего сгорания.

3.

Можно, если все тепло затратить на работу.

4.

Из-за трения водных слоев температура повышается.

5.

Нет, не согласен. При кристаллизации тепло выделяется.

Answer 2

1. Изменение внутренней энергии газа: Изменение внутренней энергии (ΔU) газа связано с переданным теплом (Q) и проделанной работой (W) согласно первому закону термодинамики: \( \Delta U = Q - W \). Переданное количество теплоты: \( Q = 1,5 \times 10^5 \) Дж. Работа, проделанная газом, связана с перемещением поршня и равна \( W = P \cdot \Delta V \), где \( P \) - давление газа, \( \Delta V \) - изменение объема. Давление газа: \( P = 2 \times 10^7 \) Па. Изменение объема: \( \Delta V = S \cdot h \), где \( S \) - площадь поперечного сечения, \( h \) - перемещение поршня. Теперь можем вычислить работу и, следовательно, изменение внутренней энергии: \[ W = P \cdot \Delta V = 2 \times 10^7 \, Па \cdot (200 \times 10^{-4} \, м^2 \cdot 30 \times 10^{-2} \, м) \] \[ W = 2 \times 10^7 \, Па \cdot 6 \, м^3 = 1,2 \times 10^8 \, Дж \]

Теперь, подставив значения в формулу первого закона термодинамики, получаем: \[ \Delta U = Q - W = 1,5 \times 10^5 \, Дж - 1,2 \times 10^8 \, Дж = -1,1985 \times 10^8 \, Дж \]

Таким образом, внутренняя энергия газа уменьшилась.

2. Пример действия первого закона термодинамики: Если система не обменивается энергией с окружающей средой (изолированная система), то изменение ее внутренней энергии равно количеству теплоты, переданной системе, минус работа, которую система совершила. Математически это выражается уравнением \( \Delta U = Q - W \).

3. Передача теплоты без повышения температуры: Да, это возможно. Это происходит, например, при фазовых переходах вещества, таких как плавление или испарение. Во время таких процессов система поглощает теплоту, но ее температура остается const.

4. Почему вода в море становится теплее после шторма: Водяная поверхность моря может нагреваться после шторма из-за двух основных факторов: - Механическое перемешивание: Шторм может привести к интенсивному перемешиванию верхних слоев воды с более глубокими слоями. Благодаря этому перемешиванию более теплая вода из глубоких слоев может подняться к поверхности. - Солнечная радиация: После шторма обычно наступает спокойная погода, что способствует поглощению солнечной энергии водой. Это приводит к тому, что поверхностные слои воды нагреваются.

5. Поэтическая цитата о капле: Эта цитата отражает идею о том, как изменения внешних условий (мороз) могут привести к изменению состояния и формы объекта (капли воды). В контексте термодинамики, она может ассоциироваться с фазовыми переходами вещества под воздействием температурных изменений.