Одноатомный идеальный газ, находящийся под поршнем в некотором сосуде, может претерпевать различные процессы, в т.ч. исобарный и изохорный. В данном случае, газ подвергается процессу, в котором его объем увеличивается в 3 раза, а давление уменьшается в 4 раза. Для определения отношения количества теплоты, полученного в ходе данного процесса к изменению его внутренней энергии, мы можем использовать первый закон термодинамики.Первый закон термодинамики гласит, что изменение внутренней энергии газа равно сумме теплоты, полученной или отданной газом, и работы, совершенной над газом⁚
ΔU Q ⎼ W
Где ΔU ‒ изменение внутренней энергии газа, Q ⎼ количества теплоты, полученной газом, W ⎼ работа, совершенная над газом.В данном случае, объем газа увеличивается в 3 раза٫ а значит работа٫ совершенная газом٫ будет равна нулю٫ так как при изохорном процессе объем газа не меняется. Следовательно٫ W 0.Таким образом٫ уравнение первого закона термодинамики примет вид⁚
ΔU Q
Теперь, для нахождения отношения количества теплоты, полученного в ходе процесса, к изменению внутренней энергии газа, нам потребуется знать зависимость между внутренней энергией газа и его давлением.Для идеального одноатомного газа, внутренняя энергия связана с температурой и давлением следующей формулой⁚
U C_v * T
Где U ‒ внутренняя энергия, C_v ‒ молярная удельная теплоемкость при постоянном объеме, T ⎼ температура газа.Так как объем газа увеличивается в 3 раза, а давление уменьшается в 4 раза, то по условию данной задачи, давление линейно уменьшается с ростом объема. Следовательно, внутренняя энергия газа будет уменьшаться при данном процессе.Ответ на вопрос, увеличится или уменьшится внутренняя энергия газа в ходе данного процесса, будет следующим⁚
Внутренняя энергия газа уменьшится.Относительно количества теплоты, полученного или отданного газом в ходе данного процесса, можно сказать следующее⁚
Так как в данной задаче нет информации о том, происходит ли процесс с подводом или отводом теплоты, мы не можем дать точный ответ на этот вопрос.