Для решения этой задачи мы будем использовать первый закон термодинамики, который описывает связь между изменением внутренней энергии системы, работой, совершаемой системой, и количеством теплоты, переданным системе.
Первый закон термодинамики можно записать в виде уравнения:
[
\Delta U = Q - W
]
где:
- (\Delta U) — изменение внутренней энергии системы,
- (Q) — количество теплоты, переданное системе (в данном случае положительное),
- (W) — работа, совершаемая системой (в данном случае положительное значение соответствует работе, совершенной системой над окружающей средой).
Ваша задача говорит, что газ совершил работу 300 Дж (то есть (W = 300 , \text{Дж})) и ему было передано количество теплоты 100 Дж (то есть (Q = 100 , \text{Дж})).
Теперь подставим эти значения в уравнение:
[
\Delta U = 100 , \text{Дж} - 300 , \text{Дж}
]
Теперь проведем вычисления:
[
\Delta U = 100 , \text{Дж} - 300 , \text{Дж} = -200 , \text{Дж}
]
Таким образом, изменение внутренней энергии газа равно (-200) Дж.
Интерпретация результата:
Отрицательное значение (\Delta U) указывает на то, что внутренняя энергия газа уменьшилась. Это могло произойти в результате того, что работа, совершаемая газом (300 Дж), была больше, чем количество теплоты, полученное им (100 Дж). То есть газ потратил больше энергии на работу, чем получило от тепла, и, следовательно, его внутренняя энергия уменьшилась.
