Задача по МКТ и термодинамике №12

В калориметр с водой, имеющей температуру $∘ 60C$ , кладут металлический брусок, имеющий температуру $∘ 20 C$ . Через некоторое время в калориметре устанавливается тепловое равновесие. Как в результате изменятся следующие физические величины: внутренняя энергия бруска и суммарная внутренняя энергия системы?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|-------------------|--------------------| | Внутренняя энергия|Сум марная внутренняя | | бруска | энергия системы | |-------------------|--------------------| -----------------------------------------|

Внутренняя энергия бруска – 1
1) Внутренняя энергия тела прямо пропорциональна его температуре. После установления теплового равновесия температура бруска увеличится (он нагреется) по сравнению с его начальной температурой. Следовательно, внутренняя энергия бруска также увеличится.

Суммарная внутренняя энегия системы — 3
2) Из первого начала термодинамики следует, что изменение внутренней энергии системы зависит от количества теплоты и работы, совершенной над системой:

Q= A + ΔU ⇒ ΔU = Q − A,

где $Q$ — количество теплоты, полученное системой, $A$ — работа, совершенная над системой, $ΔU$ — изменение внутренней энергии системы.
Данную систему можно считать изолированной (из-за калориметра), то есть она не взаимодействует с окружающей средой. Следовательно, количество теплоты $Q$ равно нулю.
Также над системой не совершается работы, то есть $A= 0$ .
Таким образом, изменение внутреней энергии системы равно нулю. Следовательно, она постоянна.