3. Сколько тепла выделил газ в окружающую среду, если на него было потрачено 2 кДж? При этом внутренняя энергия газа увеличилась на 1 кДж.
Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения энергии, который гласит, что энергия не может быть создана или уничтожена, а только преобразована.
- У нас есть затраченная энергия \( Q_{внеш} = 2 \) кДж, которая была потрачена на газ.
- Внутренняя энергия газа увеличилась на \( \Delta U = 1 \) кДж.
Согласно первому закону термодинамики, изменение внутренней энергии (\( \Delta U \)) газа связано с теплом, переданным газу (\( Q \)), и работой, совершенной над ним (\( W \)): \[ \Delta U = Q - W \]
В этой ситуации мы без труда можем выделить тепло, которое газ выделил в окружающую среду. Это можно выразить следующей формулой: \[ Q_{внеш} = Q + W \]
Зная, что работа \( W \) в данном случае равна нулю (поскольку мы рассматриваем только выделение тепла в окружающую среду и изменение внутренней энергии), можем подставить данные в уравнение:
\[ 2 \, \text{кДж} = Q + 0 \] \[ Q = 2 \, \text{кДж} \]
Теперь можем найти, сколько тепла выделил газ в окружающую среду. Так как внутренняя энергия увеличилась на 1 кДж, это означает, что часть энергии была преобразована в увеличение внутренней энергии.
Таким образом, газ выделил в окружающую среду: \[ Q_{внеш} = Q - \Delta U = 2 \, \text{кДж} - 1 \, \text{кДж} = 1 \, \text{кДж} \]
В итоге ответ: газ выделил в окружающую среду 1 кДж.
