Как изменяется внутренняя энергия газа (дельтаU) после прохождения ним цикла, включающего сжатие, расширение

Предмет вопроса: Изменение внутренней энергии газа в цикле

Инструкция: Внутренняя энергия газа - это сумма кинетической и потенциальной энергий всех молекул газа. В ходе циклического процесса, состоящего из сжатия, расширения и возвращения в исходное состояние, внутренняя энергия газа может меняться.

В начале цикла газ получает теплоту Q1 от нагревателя. Это увеличивает внутреннюю энергию газа. Затем газ сжимается, при этом совершая работу. В результате сжатия внутренняя энергия газа уменьшается.

Далее газ расширяется и совершает работу, отдавая теплоту Q2 холодильнику. Это еще больше уменьшает внутреннюю энергию газа.

В конце цикла газ возвращается в исходное состояние. Если цикл является циклом Карно или аналогичным, то внутренняя энергия газа снова становится равной начальной.

Итак, изменение внутренней энергии газа (дельтаU) после прохождения цикла будет равно разности между полученной от нагревателя теплотой Q1 и отданной холодильнику теплотой Q2, минус работа, совершенная газом в процессе.

Дополнительный материал: Пусть внутренняя энергия газа в начальном состоянии равна U1, а в конечном состоянии - U2. Теплота, полученная газом от нагревателя, равна Q1, а отданная холодильнику - Q2. Работа, совершенная газом - W. Тогда изменение внутренней энергии газа (дельтаU) будет равно:

дельтаU = U2 - U1 = Q1 - Q2 - W

Совет: Чтобы лучше понять эту тему, рекомендуется изучить принципы термодинамики, включая первый и второй законы термодинамики, а также узнать о различных термодинамических циклах, таких как цикл Карно или цикл Брея. Понимание этих основных понятий поможет вам разобраться в изменении внутренней энергии газа в цикле.

Дополнительное упражнение: Рассмотрим случай, когда газ получает теплоту Q1 = 500 Дж от нагревателя, отдает холодильнику теплоту Q2 = 300 Дж и совершает работу W = 200 Дж. Какое будет изменение внутренней энергии газа (дельтаU)?