ID: 00016507
Находясь в цилиндре двигателя, газ получил от нагревателя количество теплоты, равное $10~\text{кДж}$. Затем он расширился, совершив работу $15~\text{кДж}$. На сколько в результате всех этих процессов уменьшилась внутренняя энергия газа?
Ответ дайте в килоджоулях (кДж).
Источник: Сборник «Отличный Результат 2026»
Изменение внутренней энергии находим из первого закона термодинамики $\Delta U=Q-A_{\text{газа}}$, где $Q$ — полученное тепло, а $A_{\text{газа}}$ — работа, совершённая газом. Газ и получает энергию (тепло), и тратит её (на работу при расширении) — что перевесит, в ту сторону и меняется внутренняя энергия.
Газ получил тепло $Q=+10~\text{кДж}$ и при расширении совершил работу $A_{\text{газа}}=+15~\text{кДж}$:
$$\Delta U=Q-A_{\text{газа}}=10-15=-5~\text{кДж}.$$
Минус говорит, что внутренняя энергия уменьшилась. Значит она уменьшилась на $5~\text{кДж}$.
На работу ушло $15~\text{кДж}$, а извне пришло только $10~\text{кДж}$ — недостающие $5~\text{кДж}$ газ взял из своих запасов, поэтому внутренняя энергия упала на $5~\text{кДж}$.