Приклад завдання
Під поршнем знаходиться одноатомний газ при тиску 1 атмосфера. В результаті нагрівання газ розширився так, що його обсяг збільшився від 2-х літрів до 3-х. Як при цьому змінилася внутрішня енергія газової системи, якщо процес розширення був изобарным.
Щоб вирішити цю задачу, недостатньо наведених у статті формул. Необхідно згадати про рівняння стану ідеального газу. Воно має вигляд, представлений нижче.
Оскільки поршень закриває циліндр з газом, то в процесі розширення кількість речовини n залишається постійним. Під час изобарного процесу температура змінюється прямо пропорційно обсягу системи (закон Шарля). Це означає, що вище формула запишеться так:
P*ΔV = n*R*T.
Тоді вираз для внутрішньої енергії одноатомного газу прийме форму:
ΔU = 3/2*P*ΔV.
Підставляючи в це рівняння значення тиску і зміни обсягу в одиницях СІ, отримуємо відповідь: ΔU ≈ 152 Дж.
