Чтобы определить, как изменилась внутренняя энергия газа, можно воспользоваться первым законом термодинамики. Этот закон гласит, что изменение внутренней энергии системы ((\Delta U)) равно количеству теплоты ((Q)), переданному системе, плюс работа ((W)), совершенная над системой:
[
\Delta U = Q + W
]
В данном случае:
- (Q = 200 \, \text{Дж}) — количество теплоты, переданное газу.
- (W = 600 \, \text{Дж}) — работа, совершенная над газом.
Подставим эти значения в уравнение:
[
\Delta U = 200 \, \text{Дж} + 600 \, \text{Дж} = 800 \, \text{Дж}
]
Таким образом, внутренняя энергия газа увеличилась на 800 джоулей.
Важно понимать, что внутренняя энергия газа связана с энергией его молекул, включая их кинетическую и потенциальную энергию. В данном случае как передача теплоты, так и работа, совершенная внешними силами, способствуют увеличению этой энергии. Переданная теплота увеличивает кинетическую энергию молекул, а работа, совершенная над газом, может привести к изменению объема и, соответственно, также повлиять на энергию молекул. В результате внутренняя энергия газа возрастает на 800 джоулей.