Номер 2, страница 11 - гдз по физике 8 класс учебник Исаченкова, Громыко

2. Один металлический цилиндр натерли куском сукна, совершив работу $A_1 = 1$ Дж, а другой такой же цилиндр подняли вверх, совершив работу $A_2 = 1$ Дж. Одинаково ли изменилась их внутренняя энергия? Почему?

Дано:

Работа, совершенная при натирании первого цилиндра: $A_1 = 1$ Дж.
Работа, совершенная при подъеме второго цилиндра: $A_2 = 1$ Дж.

Найти:

Одинаково ли изменилась внутренняя энергия цилиндров?

Решение:

Внутренняя энергия тела определяется кинетической энергией хаотического движения его молекул и потенциальной энергией их взаимодействия. Изменение внутренней энергии ($\Delta U$) может происходить за счет совершения работы ($A$) или теплопередачи ($Q$).

В первом случае, когда цилиндр натирают куском сукна, совершается работа $A_1$ против сил трения. Эта механическая работа приводит к увеличению кинетической энергии молекул на поверхностях соприкасающихся тел, то есть к их нагреванию. Таким образом, совершенная работа переходит во внутреннюю энергию. Изменение внутренней энергии первого цилиндра равно совершенной над ним работе (если пренебречь передачей тепла сукну и в окружающую среду):
$\Delta U_1 = A_1 = 1$ Дж.

Во втором случае, когда цилиндр поднимают вверх, совершается работа $A_2$ против силы тяжести. Эта работа идет на увеличение потенциальной энергии тела в гравитационном поле Земли, то есть на увеличение его механической энергии. При этом температура цилиндра и скорости движения его молекул не меняются. Следовательно, внутренняя энергия второго цилиндра не изменяется:
$\Delta U_2 = 0$ Дж.

Сравнивая результаты, видим, что $\Delta U_1 > \Delta U_2$. Изменения внутренней энергии цилиндров неодинаковы.

Ответ: Нет, внутренняя энергия цилиндров изменилась неодинаково. В первом случае работа пошла на увеличение внутренней энергии цилиндра, и она выросла на 1 Дж. Во втором случае работа пошла на увеличение потенциальной (механической) энергии цилиндра, а его внутренняя энергия не изменилась.