Изменение внутренней энергии системы равно сумме теплоты, переданной системе, и работы, выполненной над системой

Суть вопроса: Изменение внутренней энергии системы

Инструкция: Внутренняя энергия системы - это сумма всех микроскопических частиц, составляющих систему. Она включает в себя кинетическую энергию частиц (связанную с их движением) и потенциальную энергию (связанную с их состоянием взаимодействия).

Изменение внутренней энергии системы можно рассматривать как сумму теплоты, переданной системе, и работы, выполненной над системой внешними силами. Теплота - это энергия, передаваемая между системой и окружающей средой вследствие разности их температур. Работа - это энергия, передаваемая вследствие движения системы или деформации ее частей под действием внешних сил.

Формула для изменения внутренней энергии системы:

ΔU = Q + W

где ΔU - изменение внутренней энергии системы,
Q - теплота, переданная системе,
W - работа, выполненная над системой внешними силами.

Например:
Представим, что воздушный шар нагревается и его объем увеличивается при постоянном давлении. В этом случае теплота передается системе, так как она получает энергию в виде тепла, а также работа совершается над системой внешними силами, так как шар расширяется и перемещается против давления окружающей среды. Изменение внутренней энергии системы будет равно сумме переданной теплоты и работы, совершаемой над системой.

Совет: Для лучшего понимания концепции изменения внутренней энергии системы рекомендуется изучать тепловые и механические системы отдельно, а затем сочетать их вместе. Обратите внимание на знаки перед Q и W в формуле изменения внутренней энергии. Если теплота или работа передаются системе из окружающей среды, они считаются положительными, а если они передаются из системы в окружающую среду, они считаются отрицательными.

Задание для закрепления: Воздушный шар расширяется и при этом на него совершается работа силой 500 Дж. Определите изменение внутренней энергии системы, если на шар не передается никакое количество теплоты.