Question

в одном сосуде находится разреженный газ, а в другом, таком же сосуде сжатый газ Какой газ обладает большей внутренней энергией если температура одинакова? Почему?

Answer 1

Большей потенциальной энергией обладают молекулы в сосуде со сжатым газом.  

Answer 2

Если температура газов в обоих сосудах одинакова, то оба газа обладают одинаковой внутренней энергией на единицу массы. Температура является мерой средней кинетической энергии молекул газа, и при одинаковой температуре различные газы имеют одинаковую среднюю кинетическую энергию своих молекул.

Однако у сжатого газа в сосуде будет более высокая общая внутренняя энергия, потому что он имеет большую плотность, а следовательно, больше молекул на единицу объема. В данном случае, разреженный газ содержит меньше молекул на том же объеме, что означает, что его общая внутренняя энергия (пропорциональная числу молекул) будет меньше, чем у сжатого газа.

Пример: Предположим, что у обоих сосудов одинаковый объем (например, 1 литр) и одинаковая температура. В разреженном газе может быть, скажем, 1 миллион молекул, а в сжатом газе - 100 миллионов молекул (просто примерные числа). Таким образом, сжатый газ обладает более высокой общей внутренней энергией из-за большего числа молекул.

Итак, при одинаковой температуре различные газы имеют одинаковую внутреннюю энергию на единицу массы, но сжатый газ будет иметь более высокую общую внутреннюю энергию из-за большей плотности и количества молекул на единицу объема.