Чтобы понять, при каких условиях внутренняя энергия газа увеличивается, давайте рассмотрим каждый из предложенных вариантов.
- При совершении им работы: Внутренняя энергия газа не обязательно увеличивается, когда газ совершает работу. Например, если газ расширяется и выполняет работу против внешних сил, его внутренняя энергия может уменьшиться, если не поступает тепло извне.
- При увеличении объема газа: Увеличение объема газа само по себе не гарантирует увеличение внутренней энергии. Если процесс является изотермическим, то внутренняя энергия может остаться постоянной, так как температура не меняется.
- При охлаждении газа: При охлаждении газа его внутренняя энергия, как правило, уменьшается, так как температура газа снижается, и, следовательно, уменьшается средняя кинетическая энергия молекул.
- При сжатии газа внешними силами: Когда газ сжимается, его внутреняя энергия может увеличиваться, если сжатие происходит быстро и сопровождается выделением тепла. Однако, если сжатие происходит медленно и тепло не передается, то внутренняя энергия может не измениться.
Таким образом, из предложенных вариантов наибольшее влияние на увеличение внутренней энергии газа оказывает сжатие газа внешними силами, особенно если это сжатие происходит с выделением тепла или без теплообмена с окружающей средой.