Question

Как изменяется внутренняя энергия газа при понижении его температуры? Почему?

Answer 1

Внутренняя энергия одноатомного идеального газа находится по формуле: ΔU=3/2VR(T2-T1) где: V - количество вещества (постоянно), R - газовая постоянная, поэтому ΔU будет зависеть только от изменения его температуры (у реального газа будет также зависеть от объёма).
Если ΔT<0 тогда и ΔU<0, и наоборот: ΔT>0 ΔU>0

Answer 2

При понижении температуры газа, его внутренняя энергия уменьшается. Это происходит потому, что внутренняя энергия газа связана с кинетической энергией его молекул и энергией их взаимодействий.

Молекулы газа движутся с различными скоростями и сталкиваются друг с другом, обменяясь энергией при каждом соударении. Высокая температура газа означает, что молекулы обладают большей кинетической энергией и двигаются с более высокими скоростями. Это также означает, что средняя энергия столкновений между молекулами больше.

Понижение температуры газа приводит к уменьшению средней кинетической энергии молекул, так как молекулы теряют энергию при столкновениях и медленнее двигаются. В результате внутренняя энергия газа уменьшается.

Однако внутренняя энергия газа также включает потенциальную энергию молекул, связанную с их взаимодействиями. При понижении температуры эта потенциальная энергия может остаться постоянной или измениться в зависимости от типа взаимодействий между молекулами. Например, для некоторых газов межмолекулярные силы могут увеличиваться при понижении температуры, что приводит к изменению потенциальной энергии молекул и, следовательно, внутренней энергии газа.

Таким образом, при понижении температуры газа происходит уменьшение его внутренней энергии в основном за счет уменьшения кинетической энергии молекул, но также может изменяться и потенциальная энергия в зависимости от свойств газа.