Газ сжали, совершив работу 250 Дж, и он отдал 400 Дж теплоты — найдите изменение внутренней энергии

Решение по шагам

1. 1

   Шаг 1. Записываем первый закон термодинамики

   Первый закон можно записать в двух эквивалентных формах.

   Через работу самого газа $A$: $\;Q = \Delta U + A$.

   Через работу внешних сил $A'$ над газом: $\;\Delta U = Q + A'$, причём всегда $A' = -A$.

   В этой задаче удобнее вторая форма: нам как раз дана работа внешних сил.

2. 2

   Шаг 2. Расставляем знаки — это главное

   Знаки в первом законе не декоративные, они и есть физика:

   • газ отдаёт теплоту, значит полученная им теплота отрицательна: $Q = -400$ Дж;
   • газ сжимают, внешние силы работают на газ: $A' = +250$ Дж;
   • сам газ при этом совершает отрицательную работу: $A = -A' = -250$ Дж.

   Запомните правило: знак «плюс» — энергия пришла к газу, «минус» — ушла от него.