Первое Начало… — Задание 8 ЕГЭ по физике №00051230

Что тут происходит. Газ получил 400 Дж теплоты от нагревателя, а потом его сжали: внешние силы, двигая поршень внутрь, совершили над газом работу 150 Дж. Оба процесса добавляют газу энергию. Нужно найти, на сколько выросла внутренняя энергия.

Внутреннюю энергию газа можно изменить двумя способами: теплопередачей и совершением работы. Удобная форма первого закона термодинамики:

$$\Delta U=Q+A_{\text{внеш}}$$

где $A_{\text{внеш}}$ — работа внешних сил над газом. При сжатии она положительна: поршень движется внутрь и передаёт газу энергию.

$$\Delta U=400+150=550\ \text{Дж}$$

Если писать закон в другой форме, $Q=\Delta U+A$, то $A$ — работа самого газа; при сжатии она отрицательна, $A=-150$ Дж, и $\Delta U=Q-A=400-(-150)=550$ Дж — то же самое.

Проверим себя: газ ничего не отдавал — ни теплом, ни работой, — значит, его внутренняя энергия должна вырасти больше, чем на одни только 400 Дж от нагревателя. Так и есть.