Газ находится в сосуде под давлением 25 кПа. При сообщении газу количества теплоты 60 кДж он изобарно расширился на 2 м³. Найти работу газа, изменение внутренней энергии.

Давайте решим задачу пошагово, как это делают на физике для идеального газа.

Дано:

• Давление $P = 25 \text{ кПа} = 25\,000 \text{ Па}$

• Количество теплоты $Q = 60 \text{ кДж} = 60\,000 \text{ Дж}$

• Изобарное расширение $\Delta V = 2 \text{ м³}$

Найти:

• Работа газа $A$

• Изменение внутренней энергии $\Delta U$

1. Работа газа при изобарном процессе

Для изобарного (постоянное давление) процесса работа газа вычисляется по формуле:

Подставим данные:

Итак, работа газа равна 50 кДж.

2. Изменение внутренней энергии

Первый закон термодинамики:

Отсюда изменение внутренней энергии:

Подставим:

✅ Ответ:

• Работа газа: $A = 50 \text{ кДж}$

• Изменение внутренней энергии: $\Delta U = 10 \text{ кДж}$

Если интересно, то можно заметить, что при изобарном процессе почти вся подведённая теплота идёт на совершение работы, а на изменение внутренней энергии остаётся сравнительно небольшая часть.