Газ получил 500 Дж теплоты. При этом его внутренняя энергия увеличилась на 300 Дж. Чему равна работа, совершенная газом?

Решение:

Для решения этой задачи воспользуемся первым законом термодинамики. Он гласит, что изменение внутренней энергии тела равно сумме работы, совершенной над телом, и количества теплоты, переданного телу.

Формула первого закона термодинамики:

\[ \Delta U = Q + A \]

Где:

• \( \Delta U \) — изменение внутренней энергии (Дж)
• \( Q \) — количество теплоты (Дж)
• \( A \) — работа, совершенная над газом (Дж)

В нашей задаче газ получил теплоту \( Q = 500 \) Дж, и его внутренняя энергия увеличилась на \( \Delta U = 300 \) Дж. Нам нужно найти работу, совершенную газом. Обратите внимание, что в формуле \( A \) — это работа, совершённая НАД газом. Работа, совершённая САМИМ газом, будет иметь противоположный знак. Таким образом, нам нужно найти \( A_{газа} = -A \).

Выразим работу \( A \) из формулы:

\[ A = \Delta U - Q \]

Подставим известные значения:

\[ A = 300 \text{ Дж} - 500 \text{ Дж} = -200 \text{ Дж} \]

Работа, совершённая над газом, равна -200 Дж. Следовательно, работа, совершённая самим газом, равна:

\[ A_{газа} = -A = -(-200 \text{ Дж}) = 200 \text{ Дж} \]

Таким образом, работа, совершенная газом, равна 200 Дж.

Ответ: 200 Дж