Для решения этой задачи рассмотрим закон сохранения энергии, применимый к термодинамике, в частности, к процессам, происходящим с газами.
Шаг 1: Понимание термина "работа газа"
Работа, совершаемая газом, определяется как энергия, затраченная на расширение или сжатие газа. В данной задаче указано, что газ совершил работу 2 МДж (мегаджоулей), что означает, что газ выполнил работу в окружающей среде.
Шаг 2: Применение первого закона термодинамики
Первый закон термодинамики можно записать в следующем виде:
[
\Delta U = Q - A
]
где:
- (\Delta U) — изменение внутренней энергии газа;
- (Q) — тепло, добавленное к системе;
- (A) — работа, выполненная газом.
Шаг 3: Анализ знаков
Если газ совершает работу (в данном случае 2 МДж), это означает, что газ теряет энергию. В нашем уравнении это отражается отрицательным знаком для работы:
[
A = 2 , \text{МДж}
]
Если не указано, что к газу добавляется тепло (если (Q) не задано), для простоты предположим, что (Q = 0):
Теперь подставим значения в уравнение:
[
\Delta U = 0 - 2 , \text{МДж} = -2 , \text{МДж}
]
Шаг 4: Интерпретация результата
Полученное значение (\Delta U = -2 , \text{МДж}) означает, что внутренняя энергия газа уменьшилась на 2 МДж.
Ответ
Изменение внутренней энергии газа равно (-2 , \text{МДж}), и она уменьшилась.
Таким образом, работа, совершенная газом, приводит к уменьшению его внутренней энергии, если не добавляется тепло. Если было бы указано, что к газу подводилось тепло, то это могло бы изменить конечное значение изменения внутренней энергии.