Как изменяется внутренняя энергия идеального газа при изотермическрм сжатии?

При изотермическом сжатии внутренняя энергия идеального газа увеличивается.

При изотермическом сжатии идеального газа его внутренняя энергия не изменяется. Это связано с тем, что внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры, а в процессе изотермического сжатия температура остаётся постоянной.

Для идеального газа внутренняя энергия ( U ) определяется суммой кинетической энергии его молекул и может быть выражена через температуру следующим образом:

[ U = \frac{3}{2} nRT ]

где

• ( n ) — количество молей газа,
• ( R ) — универсальная газовая постоянная,
• ( T ) — абсолютная температура.

Поскольку при изотермическом процессе температура ( T ) остаётся постоянной, внутренняя энергия ( U ) также остаётся неизменной.

При изотермическом сжатии газа, хотя давление и объём изменяются, работа, совершаемая над газом, полностью компенсируется теплотой, отводимой от газа. По первому началу термодинамики:

[ \Delta U = Q - W ]

где

• ( \Delta U ) — изменение внутренней энергии,
• ( Q ) — подведённое или отведённое тепло,
• ( W ) — работа, совершённая над газом.

При изотермическом процессе ( \Delta U = 0 ), следовательно:

[ Q = W ]

Это означает, что вся работа, совершённая над газом, уходит в тепло, отводимое от системы. Таким образом, внутренняя энергия идеального газа остаётся неизменной при изотермическом сжатии.

При изотермическом сжатии идеального газа внутренняя энергия не изменяется. Изотермическое сжатие означает, что процесс происходит при постоянной температуре. По определению внутренней энергии идеального газа, она зависит только от температуры. Поэтому при изотермическом сжатии внутренняя энергия газа остается постоянной.

Однако, при этом процессе работа совершается над газом для его сжатия, что приводит к увеличению внешней энергии системы. Это проявляется в увеличении давления и температуры газа. По закону сохранения энергии, работа, совершенная над газом, преобразуется во внутреннюю энергию газа, но при изотермическом процессе это компенсируется уменьшением кинетической энергии молекул газа.

Таким образом, при изотермическом сжатии идеального газа внутренняя энергия остается постоянной, но происходит перераспределение энергии между различными формами (кинетическая, потенциальная и др.), что приводит к изменениям в давлении и температуре газа.