На сколько изменилась внутренняя энергия азота (в дж), если его объем изотермически увеличился с 5 л до

Для решения этой задачи нам понадобятся некоторые физические величины и уравнение состояния идеального газа.

Итак, у нас дано, что объем азота изотермически увеличился с 5 л до неизвестного значения. Пусть новый объем будет обозначен как \(V_2\).

Также нам известно, что внутренняя энергия является функцией только температуры для изотермических процессов. Пусть внутренняя энергия начального состояния азота обозначена как \(U_1\) и конечного состояния - как \(U_2\).

Уравнение, описывающее изотермический процесс для идеального газа, имеет вид:

\[PV = nRT\]

где:
- \(P\) - давление газа,
- \(V\) - объем газа,
- \(n\) - количество вещества (в молях),
- \(R\) - универсальная газовая постоянная,
- \(T\) - температура газа в абсолютных единицах.

Так как газ остается азотом, мы можем считать, что количество вещества \(n\) не меняется. Поэтому у нас есть:

\[P_1V_1 = P_2V_2\]

где \(P_1\) - начальное давление газа, а \(P_2\) - конечное давление газа.

Так как известно, что у нас изотермический процесс, то мы можем записать:

\[\frac{{P_1V_1}}{{T_1}} = \frac{{P_2V_2}}{{T_2}}\]

где \(T_1\) - начальная температура газа, а \(T_2\) - конечная температура газа.

Так как у нас нет информации о давлениях газа, мы можем сделать предположение, что они одинаковы. Это предположение возможно, так как у нас нет других данных, чтобы более точно определить, как изменилось давление газа. Поэтому мы можем записать:

\[V_1 = V_2\]

Итак, объем газа не изменился: \(V_1 = V_2 = 5\) л.

Теперь, используя уравнение состояния идеального газа, мы можем записать:

\[P_1 \cdot 5 = P_2 \cdot 5\]

Так как \(P_1 = P_2\), получим:

\[P_1 \cdot 5 = P_1 \cdot 5\]

Из этого уравнения мы видим, что давления газа остаются одинаковыми и не меняются. Поэтому мы можем заключить, что внутренняя энергия газа также не изменится:

\[U_1 = U_2\]

Таким образом, внутренняя энергия азота не изменится в ходе данного изотермического процесса.