9 задач по физике для 8 класса по теме «Внутренняя энергия» — от простых к сложным, с ответами и подробными решениями. Решите задачу, введите ответ числом — сайт сразу проверит его. Если не получается, откройте решение: дано, формула, вычисление.
1. При нагревании металлической детали её внутренняя энергия увеличилась на 600 Дж. На сколько джоулей изменилась внутренняя энергия детали?
Дано: ΔU = 600 Дж.
Решение: Изменение внутренней энергии равно количеству переданной энергии при нагревании: ΔU = Q = 600 Дж.
Ответ: 600 Дж.
2. Газ получил от нагревателя количество теплоты 1500 Дж. Как изменилась внутренняя энергия газа, если работа газом не совершалась?
Дано: Q = 1500 Дж; A = 0.
Решение: По первому закону термодинамики изменение внутренней энергии равно количеству теплоты за вычетом работы газа: ΔU = Q − A. ΔU = 1500 − 0 = 1500 Дж.
Ответ: 1500 Дж.
3. При охлаждении тела его внутренняя энергия уменьшилась на 850 Дж. Какое количество теплоты отдало тело окружающей среде?
Дано: ΔU = −850 Дж.
Решение: При охлаждении тело отдаёт количество теплоты, равное уменьшению его внутренней энергии по модулю: Q = |ΔU| = 850 Дж.
Ответ: 850 Дж.
4. При трении деревянного бруска о поверхность совершена работа 240 Дж. Считайте, что вся работа пошла на увеличение внутренней энергии бруска. На сколько джоулей увеличилась его внутренняя энергия?
Дано: A = 240 Дж.
Решение: При совершении работы над телом его внутренняя энергия увеличивается на величину этой работы: ΔU = A = 240 Дж.
Ответ: 240 Дж.
5. Вода массой 0,5 кг нагревается от 20 °C до 40 °C. Удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг·°C). Определите количество теплоты, полученное водой.
Дано: m = 0,5 кг; t₁ = 20 °C; t₂ = 40 °C; c = 4200 Дж/(кг·°C).
Решение: Количество теплоты при нагревании вычисляется по формуле Q = cm(t₂ − t₁). Δt = 40 − 20 = 20 °C. Q = 4200 · 0,5 · 20 = 42000 Дж.
Ответ: 42000 Дж.
6. Алюминиевую кастрюлю массой 0,8 кг нагрели от 20 °C до 70 °C. Удельная теплоёмкость алюминия равна 920 Дж/(кг·°C). Определите изменение внутренней энергии кастрюли, считая, что вся полученная энергия пошла на её нагревание.
Дано: m = 0,8 кг; t₁ = 20 °C; t₂ = 70 °C; c = 920 Дж/(кг·°C).
Решение: Изменение внутренней энергии при нагревании равно количеству полученной теплоты: ΔU = Q = cm(t₂ − t₁). Δt = 70 − 20 = 50 °C. ΔU = 920 · 0,8 · 50 = 36800 Дж.
Ответ: 36800 Дж.
7. Газ получил от нагревателя 900 Дж теплоты и при этом совершил работу 350 Дж. На сколько джоулей изменилась внутренняя энергия газа?
Дано: Q = 900 Дж; A = 350 Дж.
Решение: По первому закону термодинамики ΔU = Q − A. Подставим значения: ΔU = 900 − 350 = 550 Дж.
Ответ: 550 Дж.
8. При сжатии газа внешние силы совершили над ним работу 500 Дж. Одновременно газ отдал окружающей среде 120 Дж теплоты. Определите изменение внутренней энергии газа.
Дано: Aвнеш = 500 Дж; Q = −120 Дж.
Решение: При совершении работы над газом его внутренняя энергия увеличивается на величину работы внешних сил. По первому закону термодинамики ΔU = Q + Aвнеш. ΔU = −120 + 500 = 380 Дж.
Ответ: 380 Дж.
9. Медный брусок массой 2 кг нагрели от 15 °C до 35 °C. Удельная теплоёмкость меди равна 400 Дж/(кг·°C). При нагревании 20% полученной от нагревателя энергии ушло в окружающую среду. Определите количество теплоты, которое должен был передать нагреватель. Ответ выразите в килоджоулях.
Дано: m = 2 кг; t₁ = 15 °C; t₂ = 35 °C; c = 400 Дж/(кг·°C); η = 80% = 0,8.
Решение: Сначала найдём количество теплоты, необходимое для нагревания бруска: Qпол = cm(t₂ − t₁). Qпол = 400 · 2 · (35 − 15) = 16000 Дж. Это составляет 80% энергии, переданной нагревателем. Поэтому Qнагр = Qпол / 0,8 = 16000 / 0,8 = 20000 Дж = 20 кДж.
Ответ: 20 кДж.