Вопрос школьника
Газ в сосуде, нагреваясь, поднимает поршень. Как изменяется внутренняя энергия в начале и в конце эксперимента?
Ответ от учителя
В начале эксперимента внутренняя энергия газа в сосуде равна начальной температуре газа. При нагревании газа тепло передается от источника нагрева к газу, что приводит к увеличению его внутренней энергии. Увеличение внутренней энергии газа происходит за счет увеличения кинетической энергии молекул газа, что приводит к увеличению давления газа на поршень.
При поднятии поршня газ совершает работу, которая равна произведению силы, действующей на поршень, на расстояние, на которое он поднялся. Эта работа является механической работой, которая совершается за счет уменьшения внутренней энергии газа. Таким образом, в конце эксперимента внутренняя энергия газа в сосуде уменьшается на величину механической работы, которую совершил газ при поднятии поршня.
В целом, изменение внутренней энергии газа в сосуде в начале и в конце эксперимента связано с теплообменом и совершением механической работы газом. В начале эксперимента внутренняя энергия газа равна начальной температуре, а в конце эксперимента она уменьшается на величину механической работы, которую совершил газ при поднятии поршня.
