При нагревании(охлаждении) идеальный газ в баллоне с подвижным поршнем расширяется(сжимается) и, перемещая поршень, совершает работу A=3.5 кДж. Внутрення энергия газа при этом изменяется от U1 до U2(U2 = 6; U1 нужно найти). Кол-во теплоты, переданное газу в данном процессе равно Q=6.

Рассмотрим задачу о термодинамическом процессе с идеальным газом, используя первое начало термодинамики:

Первое начало термодинамики:

где:

• $Q$ — количество теплоты, переданное системе,
• $\Delta U = U_2 - U_1$ — изменение внутренней энергии,
• $A$ — работа, совершённая системой.

Известно:

• $A = 3.5 \, \text{кДж},$
• $Q = 6 \, \text{кДж},$
• $U_2 = 6 \, \text{кДж}.$

Необходимо найти $U_1$, начальное значение внутренней энергии.

Расчёт

Сначала выразим изменение внутренней энергии $\Delta U$ через тепло и работу:

Подставим известные значения:

Теперь выразим $U_1$ через $\Delta U$:

Подставим значения:

Ответ:

Начальная внутренняя энергия газа $U_1$ равна $3.5 \, \text{кДж}.$