Идеальный газ отдал количество теплоты 300дж и при этом внутренняя энергия газа увеличилась на 100дж решение с объяснением

Идеальный газ отдал количество теплоты 300 Дж, и при этом внутренняя энергия газа увеличилась на 100 Дж. Задача на первый взгляд может быть несложной, но важно правильно разобраться в термодинамических процессах.

Для начала, нужно вспомнить первый закон термодинамики, который описывает взаимосвязь между количеством теплоты, изменением внутренней энергии и работой, совершённой системой. Формула первого закона термодинамики выглядит так:

где:

• $Q$ — количество теплоты, полученной или отданной системой,
• $\Delta U$ — изменение внутренней энергии газа,
• $A$ — работа, совершённая газом.

В вашем случае газ отдал количество теплоты $Q = 300$ Дж, а внутреннюю энергию его изменение составило $\Delta U = 100$ Дж. Газ отдал тепло, значит, $Q$ положительное, а изменение внутренней энергии положительное, но всё это происходит при учёте работы, совершённой газом.

Теперь подставим известные значения в уравнение первого закона термодинамики:

Решим это уравнение относительно работы:

Таким образом, газ совершил работу $A = 200$ Дж. Это означает, что газ не только отдавал тепло в окружающую среду, но и выполнял работу (например, расширяясь), что уменьшало его внутреннюю энергию по сравнению с тем, сколько энергии он получил. В результате газ потерял 200 Дж на выполнение работы, но его внутренняя энергия увеличилась на 100 Дж.

Итак, основное заключение: при отданном газом тепле 300 Дж, внутренняя энергия увеличилась на 100 Дж, а 200 Дж ушло на совершение работы.