Азот изотермически расширился от 5 л до 10 л. Чему равно изменение внутренней энергии азота (в Дж)?

Чтобы определить изменение внутренней энергии азота, нужно учитывать, что азот — это двухатомный газ. Внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры, а в задаче сказано, что процесс изотермический (температура остаётся постоянной). В изотермическом процессе изменение внутренней энергии всегда равно нулю.

Вот объяснение:

1. Внутренняя энергия идеального газа: Формула для внутренней энергии $U$ идеального газа:

   $$U = \frac{f}{2} nRT,$$

   где:

   • $f$ — число степеней свободы (для двухатомного газа $f = 5$),
   • $n$ — количество вещества (в молях),
   • $R$ — универсальная газовая постоянная,
   • $T$ — температура.

   Из формулы видно, что внутренняя энергия зависит только от температуры, а в изотермическом процессе $T$ остаётся постоянной.

2. Изотермический процесс: В изотермическом процессе температура не изменяется, следовательно, внутренняя энергия $U$ не изменяется. Это значит, что:

   $$\Delta U = 0.$$

3. Ответ: Независимо от изменения объёма газа (в данном случае от 5 л до 10 л), в изотермическом процессе изменение внутренней энергии равно нулю.

Итог: изменение внутренней энергии азота равно 0 Дж.