19. При изотермическом процессе давление и объём газа меняются, а температура нет. Объясни, куда девается подведённое к газу тепло при изотермическом расширении и почему внутренняя энергия при этом не меняется.

Для идеального газа внутренняя энергия зависит только от температуры. При изотермическом процессе температура постоянна, значит, \(\Delta U=0\).

По первому закону термодинамики \(\Delta U=Q-A\). Поэтому при расширении \(Q=A\): подведённая теплота полностью превращается в работу, которую газ совершает, расширяясь и отталкивая поршень.

При этом средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул, связанная с температурой, не меняется.