Для решения этого вопроса можно использовать первый закон термодинамики, который гласит:
где:
- — изменение внутренней энергии газа,
- — количество теплоты, переданное газу,
- — работа, совершённая газом.
По условию задачи, газу передано количество теплоты кДж, и газ совершил работу кДж.
Подставим эти значения в уравнение:
Таким образом, изменение внутренней энергии этого газа равно 15 кДж.
Это означает, что, хотя часть переданной теплоты была использована для совершения работы , оставшаяся часть пошла на увеличение внутренней энергии газа. Внутренняя энергия связана с температурой и движением молекул газа: при её увеличении молекулы начинают двигаться быстрее, что в большинстве случаев приводит к повышению температуры газа, если процесс происходит при постоянном объёме.