Question

Может ли газ совершить работу без изменения своего состояния? а без изменения внутренней энергии?

Answer 1

При постоянной температуре внутренняя энергия газа - это тепловая энергия хаотического движения молекул газа, которая, как следует из МКТ, прямо пропорционально зависит от температуры газа.

Answer 2

Конечно, газ может совершать работу без изменения своего состояния и внутренней энергии, если процесс, в котором он участвует, происходит изохорически или адиабатически.

Изохорический процесс происходит при постоянном объеме газа. В этом случае работа, совершаемая газом, может происходить, например, при увеличении его давления в контейнере, что приводит к смещению поршня или какого-то другого устройства. Внутренняя энергия газа при этом не изменяется, так как происходит лишь механическая работа без изменения кинетической или потенциальной энергии молекул.

Адиабатический процесс подразумевает, что изменения происходят без теплообмена между газом и окружающей средой. В этом случае работа также может быть совершена газом, например, при быстром расширении или сжатии газа без теплообмена с окружающей средой. Внутренняя энергия газа сохраняется, так как нет потери или получения тепла.

Таким образом, газ может выполнять работу при определенных условиях без изменения своего состояния или внутренней энергии, если процессы происходят изохорически или адиабатически.