Какой процесс произошел в идеальном газе, если изменение его внутренней энергии равно количеству подведенной теплоты.

Если изменение внутренней энергии идеального газа равно количеству подведённой теплоты, то речь идёт о изохорном процессе (процессе при постоянном объёме).

Обоснование:

1. Первый закон термодинамики гласит:

   $$\Delta U = Q - A,$$

   где:

   • $\Delta U$ — изменение внутренней энергии газа,
   • $Q$ — количество подведённой или отведённой теплоты,
   • $A$ — работа, совершаемая газом.

2. В изохорном процессе (объём остаётся постоянным) газ не выполняет работы, так как:

   $$A = p \Delta V = 0,$$

   где $\Delta V = 0$ из-за неизменности объёма.

3. Следовательно, уравнение первого закона термодинамики упрощается до:

   $$\Delta U = Q.$$

   Это означает, что всё количество подведённой теплоты идёт исключительно на изменение внутренней энергии газа.

4. Внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры, поэтому подвод тепла в изохорном процессе вызывает лишь изменение температуры газа, без изменения его объёма.

Пример:

Представьте закрытый сосуд (постоянный объём), заполненный идеальным газом. Если нагреть этот сосуд, газ не может расширяться из-за фиксированного объёма. Вместо этого вся энергия нагрева (теплота) увеличивает кинетическую энергию молекул, а значит, и внутреннюю энергию газа.

Таким образом, процесс, при котором изменение внутренней энергии равно количеству подведённой теплоты, — это изохорный процесс.