Задание OGEPHYSF7982D: Внутренняя энергия. Работа и теплопередача как способы изменения внутренней энергии

Рассматриваем одно и то же количество газа под непроницаемым подвижным поршнем. Утечки, химические реакции и фазовые переходы не учитываем. Поршень уменьшает объём газа; по условию энергия не передаётся путём теплопередачи.
1. Плотность газа. Плотность определяется формулой ρ = mV. При постоянной массе сжатие уменьшает объём, поэтому плотность увеличивается. Для двух состояний ρ₂ρ₁ = V₁V₂ > 1. Выбираем 1.
2. Внутренняя энергия. В отсутствие теплопередачи Q = 0. Внешние силы совершают над газом положительную работу A_внеш, поэтому из закона сохранения энергии ΔU = Q + A_внеш получаем ΔU = A_внеш > 0. Внутренняя энергия увеличивается. Выбираем 1.
Причина нагревания — переданная при сжатии механическая работа. Не требуется объяснять рост внутренней энергии увеличением потенциальной энергии сближенных молекул: в модели идеального газа энергией их взаимодействия пренебрегают, но нагревание при сжатии сохраняется.
Проверка: отсутствие теплообмена не означает неизменность внутренней энергии. Такой вывод был бы верен только при отсутствии также и работы. Здесь поршень перемещается и работа над газом положительна. В обоих столбцах указано увеличение, поэтому в исходном порядке величин ответ 11.