Вопрос школьника
Идеальный газ перешёл из состояния 1 в состояние 2 в процессе, график которого представлен на V—Т-диаграмме. Каково изменение внутренней энергии газа?
Ответ от учителя
Для определения изменения внутренней энергии газа необходимо знать работу, совершенную газом в процессе перехода из состояния 1 в состояние 2, а также количество тепла, переданного или полученного газом в этом процессе.
На V—Т-диаграмме процесс перехода из состояния 1 в состояние 2 представлен кривой линией. Из графика видно, что объем газа увеличивается, а температура остается постоянной. Такой процесс называется изотермическим расширением.
В изотермическом процессе работа, совершаемая газом, определяется площадью под кривой на V—Т-диаграмме. Поэтому, чтобы определить работу, необходимо найти площадь под кривой на графике.
Количество тепла, переданного или полученного газом в процессе изотермического расширения, равно нулю, так как температура остается постоянной.
Таким образом, изменение внутренней энергии газа в процессе изотермического расширения равно работе, совершенной газом. Из графика можно определить, что работа положительна, то есть газ совершает работу. Следовательно, изменение внутренней энергии газа также положительно.
Изменение внутренней энергии газа можно выразить формулой:
ΔU = W
где ΔU — изменение внутренней энергии газа, W — работа, совершенная газом.
Таким образом, в данном случае изменение внутренней энергии газа равно работе, совершенной газом в процессе изотермического расширения, которая определяется площадью под кривой на V—Т-диаграмме.
