Какое изменение произошло во внутренней энергии газа, если сила, прикладываемая к поршню снаружи, увеличилась

Чтобы решить эту задачу, мы должны использовать первый закон термодинамики, который описывает изменение внутренней энергии газа.

Первый закон термодинамики утверждает, что изменение внутренней энергии газа равно сумме работы, совершенной над газом, и количеству тепла, переданного газу:

\(\Delta U = Q + W\),

где \(\Delta U\) - изменение внутренней энергии газа, \(Q\) - количество тепла, переданного газу, и \(W\) - работа, совершенная над газом.

В данной задаче требуется вычислить изменение внутренней энергии газа. Мы знаем, что внешняя сила, приложенная к поршню, увеличилась в 2,5 раза. По определению работы, работа, совершаемая над газом, равна произведению силы, приложенной к поршню, на перемещение поршня.

Используем формулу для работы:

\(W = F \cdot d\),

где \(W\) - работа, \(F\) - сила, приложенная к поршню, и \(d\) - перемещение поршня.

Поскольку сила, приложенная к поршню, увеличилась в 2,5 раза, новая сила равна \(2,5 \cdot F\). Предположим, что приложенная сила изначально равна \(F_0\), тогда новая сила будет \(2,5 \cdot F_0\). Для расчета работы нам также необходимо знать перемещение поршня. Предположим, что перемещение поршня равно \(d_0\).

Теперь мы можем выразить работу как:

\(W = 2,5 \cdot F_0 \cdot d_0\).

Из уравнения первого закона термодинамики можем заключить, что изменение внутренней энергии равно работе. Таким образом:

\(\Delta U = W = 2,5 \cdot F_0 \cdot d_0\),

где \(\Delta U\) - изменение внутренней энергии газа.

Ответ:

Изменение внутренней энергии газа равно \(2,5 \cdot F_0 \cdot d_0\) Дж, где \(F_0\) - исходная сила, прикладываемая к поршню, и \(d_0\) - исходное перемещение поршня.