ID: 00006980
В отсутствие теплопередачи газ, находящийся в сосуде с подвижным поршнем, расширился. Как изменяется плотность и внутренняя энергия газа?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
Плотность газа:
$$\rho = \frac{m}{V}$$
Масса газа не меняется (сосуд закрыт), объём увеличился. Знаменатель вырос — плотность уменьшилась:
$$\rho' \lt \rho$$
Внутренняя энергия газа. В отсутствие теплопередачи ($Q = 0$) по первому началу термодинамики:
$$\Delta U = Q - A = 0 - A = -A$$
где $A \gt 0$ — работа, совершённая газом при расширении (газ толкает поршень). Следовательно:
$$\Delta U \lt 0$$
Внутренняя энергия уменьшилась. Физически: молекулы газа, ударяя по движущемуся поршню, передают ему кинетическую энергию — скорость молекул уменьшается, температура и внутренняя энергия падают:
$$U \propto T, \quad T \downarrow \Rightarrow U \downarrow$$