Установите соответствие между действиями, которые были совершены над указанными телами, и изменением их внутренней энергии, которое произошло при этом.

Краткий ответ (по левому столбцу сверху вниз):

1. «Внутренняя энергия тела возросла на 1,2 кДж».
2. «Внутренняя энергия тела возросла на 4,5 кДж».
3. «Внутренняя энергия этого тела уменьшилась на 0,2 кДж».
4. «Внутренняя энергия тела возросла на 5,7 кДж».

Как рассуждать

Используем первый закон термодинамики в виде

\[ \Delta U=Q+A_{\text{внеш}}, \]

где \(Q\) — теплота, полученная телом, а \(A_{\text{внеш}}\) — работа, совершённая над телом. Если работу совершает само тело, её вычитают:

\[ \Delta U=Q-A_{\text{тела}}. \]

1. \(m=0{,}2\) кг, \(c=400\) Дж/(кг·°C), \(\Delta t=15\) °C:

\[ Q=cm\Delta t=400\cdot0{,}2\cdot15=1200\ \text{Дж}=1{,}2\ \text{кДж}. \]

Внутренняя энергия возросла на \(1{,}2\) кДж.

2. Теплота \(Q=4{,}3\) кДж. Потенциальная энергия уменьшилась на \(0{,}2\) кДж, значит сила тяжести совершила над телом работу \(+0{,}2\) кДж:

\[ \Delta U=4{,}3+0{,}2=4{,}5\ \text{кДж}. \]

3. Тело получило \(2{,}8\) кДж, но само совершило работу \(3\) кДж:

\[ \Delta U=2{,}8-3=-0{,}2\ \text{кДж}. \]

Энергия уменьшилась на \(0{,}2\) кДж.

4. Теплоёмкость всего тела \(C=300\) Дж/°C:

\[ Q=C\Delta t=300\cdot15=4500\ \text{Дж}=4{,}5\ \text{кДж}. \]

Над телом ещё совершили работу \(1{,}2\) кДж:

\[ \Delta U=4{,}5+1{,}2=5{,}7\ \text{кДж}. \]

Проверка: все четыре результата \(1{,}2\); \(4{,}5\); \(-0{,}2\); \(5{,}7\) кДж совпадают с вариантами на фото.