Газ отдал Q = 100 кДж теплоты, при этом внешние силы совершили над ним работу A = 50 кДж. Каково изменение внутренней энергии газа?

Для решения задачи воспользуемся первым законом термодинамики.

Дано:

• $Q = -100$ кДж — количество теплоты, отданное газом.

• $A = 50$ кДж — работа, совершённая внешними силами над газом.

• $\Delta U$ — изменение внутренней энергии газа.

Решение:

Первый закон термодинамики гласит, что изменение внутренней энергии системы равно сумме количества теплоты, полученного системой, и работы, совершённой над ней внешними силами:

Поскольку газ отдал 100 кДж теплоты, количество теплоты берём со знаком минус:

Внешние силы совершили над газом работу 50 кДж, поэтому работа положительна:

Подставим значения в формулу:

Ответ:

Вывод: внутренняя энергия газа уменьшилась на 50 кДж. Это объясняется тем, что газ отдал окружающей среде 100 кДж теплоты, а за счёт работы внешних сил получил только 50 кДж энергии. В результате суммарная потеря энергии составила 50 кДж.