Номер 5, страница 11 - гдз по физике 8 класс учебник Исаченкова, Громыко

5. Изменилась ли внутренняя энергия эспандера, когда его растянули (рис. 13)?

Рис. 13

Решение

Внутренняя энергия тела представляет собой сумму кинетической энергии хаотического движения составляющих его частиц (атомов, молекул) и потенциальной энергии их взаимодействия друг с другом.

Когда человек растягивает эспандер, он совершает над ним механическую работу. Согласно первому закону термодинамики, изменение внутренней энергии ($ΔU$) системы равно сумме работы ($A$), совершенной над системой, и количества теплоты ($Q$), переданного системе:

$ΔU = A + Q$

В данном случае работа $A$, совершаемая человеком над эспандером, положительна. Эта работа расходуется на изменение двух видов энергии:

• Потенциальной энергии упругой деформации. Это макроскопическая энергия, запасенная в растянутом теле.
• Внутренней энергии. Ее изменение происходит из-за микроскопических процессов в материале.

Увеличение внутренней энергии при растяжении происходит по двум основным причинам:

1. Изменяется среднее расстояние между молекулами (в резине — между сегментами полимерных цепей), что приводит к изменению потенциальной энергии их взаимодействия, которая является частью внутренней энергии.
2. Из-за внутреннего трения в материале эспандера во время его деформации часть совершаемой механической работы преобразуется в теплоту. Это увеличивает кинетическую энергию хаотического движения молекул, что проявляется в виде незначительного нагрева эспандера.

Следовательно, работа, совершаемая при растяжении эспандера, приводит к увеличению его внутренней энергии.

Ответ: да, внутренняя энергия эспандера изменилась — она увеличилась.