Объяснение:
В работе рассматривается движение абсолютно твердого тела.
Поступательное движение – это такое движение, при котором прямая, соединяю-
щая две любые точки тела, остается параллельной самой себе.
Основной закон динамики поступательного движения – второй закон Ньютона:
dp F
dt
=
,
где F
– равнодействующая всех сил, действующих на тело, dp
dt
– производная импульса
по времени.
Для тел, скорость движения которых v
значительно меньше скорости света,
p mv
=
и
dv
F m ma
dt
= =
, (1)
где m – масса тела, a
– его ускорение ([1] § 6).
Вращательным движением называется такое движение, при котором все точки те-
ла движутся по окружностям, центры которых лежат на одной и той же прямой, называе-
мой осью вращения. Основные характеристики кинематики вращательного движения:
угол поворота ϕ , угловая скорость ω , угловое ускорение ε . Эти величины связаны меж-
ду собой и с характеристиками поступательного движения ([1] §§1-4).
При изучении динамики вращения твердого тела пользуются понятиями момента
силы M
, момента импульса L
и момента инерции I .
Моментом силы M
относительно точки О называется векторное произведение
радиус-вектора r и силы F
:
M rF
=
,
m=200 г - масса гелия
M=4 г/моль - мольная масса гелия
i=3 - число степеней свободы молекулы гелия (газ одноатомный)
ΔT=20 К - изменение температуры газа
R=8,31 Дж/(моль•К) - мольная газовая постоянная
ΔU - ?изменение внутренней энергии газа.
Внутренняя энергия идеального газа определяется по формуле:
U=(i/2)•(m/M)•R•T
олткуда изменение внутренней энергии
ΔU=(i/2)•(m/M)•R•ΔT
Подставим численные значения
ΔU=(3/2)•(200/4)•8,31•Δ20=12,5*10³ Дж=12,5 кДж
ответ: ΔU=12,5 кДж