Какое изменение произойдет во внутренней энергии газа, если его объем возрастет с 20 до 40 литров, при условии передачи

Суть вопроса: Изменение внутренней энергии газа при изменении объема

Описание:
Изменение внутренней энергии газа может быть определено с помощью первого закона термодинамики для системы, находящейся под постоянным давлением. Первый закон утверждает, что изменение внутренней энергии (ΔU) равно разности между количеством теплоты (Q), переданным системе, и проделанной работой (W) системы:

ΔU = Q - W

При условии, что давление газа постоянно, работа системы может быть определена следующим образом:

W = PΔV

Где P - давление газа, ΔV - изменение объема газа.

В данной задаче, при условии, что передается 100 Дж теплоты (Q), и давление газа равно 100 кПа, мы можем определить изменение внутренней энергии газа, зная изменение объема газа (ΔV) от 20 до 40 литров.

Демонстрация:
ΔV = 40 л - 20 л = 20 л

W = PΔV = 100 кПа * 20 л = 2000 Дж

ΔU = Q - W = 100 Дж - 2000 Дж = -1900 Дж

Таким образом, изменение внутренней энергии газа составляет -1900 Дж (отрицательное значение указывает на уменьшение внутренней энергии).

Совет:
Чтобы лучше понять эту концепцию, рекомендуется ознакомиться с основами термодинамики и первым законом термодинамики. Также полезно понять, как изменение объема и передача теплоты влияют на изменение внутренней энергии газа.

Проверочное упражнение:
Если объем газа увеличивается с 10 л до 30 л, и внешнее давление составляет 50 кПа, какое изменение произойдет во внутренней энергии газа при передаче 500 Дж теплоты?