Задание OGEPHYS2F4393: Внутренняя энергия. Работа и теплопередача как способы изменения внутренней энергии

Рассматриваем газ, объём которого быстро уменьшают внешним воздействием, например перемещением поршня. Масса газа сохраняется. Слово «быстрое» означает, что за короткое время газ не успевает обменяться заметным количеством теплоты с окружающими телами: Q ≈ 0.
Пусть A_внеш — работа внешних сил над газом. При сжатии эта работа положительна: движущаяся граница передаёт газу энергию. Закон сохранения энергии имеет вид ΔU = Q + A_внеш. Поэтому в данном процессе ΔU ≈ A_внеш > 0.
Внутренняя энергия газа увеличивается. В обычной школьной модели это означает увеличение средней кинетической энергии теплового движения молекул и повышение температуры. Для такой причины нагревания не нужен контакт с более горячим телом: энергию передают механическим способом.
Проверка: если тот же газ сжимать очень медленно с хорошим теплообменом, он может успевать отдавать полученную энергию окружению, и температура не обязана заметно расти. Именно быстрота сжатия позволяет пренебречь потерями теплоты и связать работу с нагреванием. После прекращения сжатия газ может позже остыть, но вопрос относится к процессу быстрого сжатия. Ответ: температура повышается.