Question

В якому випадку зросте внутрішня енергія тіла більше і в скільки разів: якщо його нагріти від 200 до 400°С чи від 400 до 800°С?
А. В другому вдвічі. Б. В першому вдвічі. В. В обох випадках зросте однаково.

Answer 1

Відповідь:

В

Пояснення:

Внутрішня енергія тіла залежить від температури, але ця залежність не є лінійною. Однак, якщо ми розглядаємо ідеальний газ і припускаємо, що внутрішня енергія залежить тільки від температури (це припущення виконується для ідеального газу), то зміна внутрішньої енергії між двома станами не залежить від шляху між цими станами, а тому залежить тільки від кінцевої і початкової температур. Таким чином, якщо ми нагріваємо газ від 200 до 400°С або від 400 до 800°С, зміна внутрішньої енергії буде однаковою. Тому правильна відповідь - В. В обох випадках зросте однаково.

Answer 2

Внутрішня енергія тіла зазвичай залежить від температури за формулою:

U = n * c * ΔT,

де U - внутрішня енергія тіла, n - кількість вещества, c - теплоємність, ΔT - зміна температури.

Якщо ми нагріваємо тіло від 200 до 400°C, зміна температури буде ΔT = 400°C - 200°C = 200°C.

Якщо ми нагріваємо тіло від 400 до 800°C, зміна температури буде ΔT = 800°C - 400°C = 400°C.

Теплоємність (c) залишається однаковою, оскільки вона залежить від конкретного матеріалу. Кількість вещества (n) також залишається постійною.

Тепер порівняємо зміни внутрішньої енергії (U) у цих двох випадках:

1. Для першого випадку (від 200 до 400°C):
ΔU₁ = n * c * ΔT₁ = n * c * 200°C

2. Для другого випадку (від 400 до 800°C):
ΔU₂ = n * c * ΔT₂ = n * c * 400°C

Тепер порівняємо їх: ΔU₂ / ΔU₁ = (n * c * 400°C) / (n * c * 200°C) = 2.

Отже, внутрішня енергія зросте вдвічі швидше, коли ми нагріваємо тіло від 400 до 800°C, ніж коли ми нагріваємо його від 200 до 400°C. Таким чином, відповідь - Б. В першому вдвічі.