1. Некоторому газу передали количество теплоты 200 Дж. Предоставленный сам себе, он совершил работу при расширении 250 Дж. Определите, как и на сколько изменилась внутренняя энергия газа. 2. Какое количество теплоты отдал газ окружающей среде, если над ним совершили работу 2 кДж? Внутренняя энергия газа при этом увеличилась на 1 кДж. 3. Тело получило количество теплоты 12 Дж. Какую работу оно совершило, если его внутренняя энергия уменьшилась на 20 Дж?

Ниже решения по закону сохранения энергии для газа: ΔU = Q − W, где - Q — количество теплоты, переданное системе (положительно, если тепло поступает в газ); - W — работа, совершённая газом над окружением (положительно, если газ выполняет работу при расширении). Переходим к задачам. 1) Дано: Q = 200 Дж, газ совершил работу W = 250 Дж (расширение). - По закону: ΔU = Q − W = 200 − 250 = −50 Дж. - Значит, внутренняя энергия газа изменилась на −50 Дж: она уменьшилась на 50 Дж. (газ стал холоднее) 2) Дано: над газом совершили работу 2 кДж (то есть работа, совершаемая над газом), а внутренняя энергия увеличилась на 1 кДж. - Работа, совершаемая над газом, означает, что газу сделали работу против него; то есть W по принятым в термодинамике единицам, равна −2 кДж. - Переведём в Дж: W = −2000 Дж, ΔU = +1000 Дж. - Используем ΔU = Q − W: 1000 = Q − (−2000) = Q + 2000. Отсюда Q = 1000 − 2000 = −1000 Дж. - Ответ: тепло покинуло газ, набралось Q = −1000 Дж (то есть 1 кДж тепла отдано окружающей среде). 3) Дано: тело получило тепло Q = 12 Дж, при этом внутренняя энергия уменьшилась на 20 Дж. - ΔU = −20 Дж, Q = +12 Дж. - По формуле: ΔU = Q − W ⇒ −20 = 12 − W. - Отсюда W = 12 + 20 = 32 Дж. - Ответ: тело совершило работу над окружением в размере 32 Дж (газ сделал 32 Дж работы).