Чтобы понять, какой из газов - сжатый или разреженный - с одинаковой массой имеет большую внутреннюю энергию, давайте разберем, что такое внутренняя энергия газа и как она зависит от состояния газа.

Внутренняя энергия - это энергия, связанная с движением и взаимодействием молекул газа. Она определяется как сумма кинетической энергии молекул (связанной с их движением) и потенциальной энергии (связанной с взаимодействием между молекулами).

Теперь давайте рассмотрим два состояния газа:

• Сжатый газ: В этом состоянии молекулы газа находятся близко друг к другу. Это значит, что они сталкиваются чаще, и при этих столкновениях высвобождается энергия. Также, сжатый газ имеет более высокую температуру, что увеличивает его кинетическую энергию.
• Разреженный газ: В разреженном состоянии молекулы газа находятся на большом расстоянии друг от друга. Это приводит к тому, что столкновения между молекулами происходят реже, и потенциальная энергия между ними становится менее значительной. Кинетическая энергия молекул также ниже из-за меньшей температуры.

Теперь, когда мы сравнили два состояния, можно сделать вывод:

1. Сжатый газ имеет большее количество молекул в единице объема, что приводит к более частым столкновениям и, соответственно, к большей внутренней энергии.
2. Разреженный газ имеет меньшую температуру и, следовательно, меньшую кинетическую энергию молекул, что снижает его внутреннюю энергию.

Таким образом, сжатый газ с одинаковой массой будет иметь большую внутреннюю энергию по сравнению с разреженным газом. Это связано с тем, что в сжатом состоянии молекулы имеют больше энергии, как за счет их более высокой температуры, так и за счет более частых взаимодействий между ними.