Чтобы понять, почему при откачивании воздуха из баллона внутренняя энергия оставшейся части воздуха уменьшается, давайте рассмотрим несколько ключевых моментов.

Внутренняя энергия газа определяется как сумма кинетической энергии молекул газа и потенциальной энергии взаимодействия между ними. В идеальном газе, который мы рассматриваем в данном случае, внутренняя энергия в основном зависит от температуры и количества молекул.

Когда мы откачиваем воздух из баллона, мы уменьшаем количество молекул газа, находящихся в баллоне. Это приводит к следующему:

• С уменьшением количества молекул уменьшается общее количество кинетической энергии, так как меньшее количество молекул означает меньшее количество энергии, связанной с их движением.
• Если откачка происходит быстро, то молекулы, которые остаются в баллоне, могут столкнуться с уменьшенным давлением и, следовательно, иметь меньшую среднюю скорость, что также снижает их кинетическую энергию.

При откачивании воздуха из баллона происходит изменение давления. Если давление в баллоне падает, это может привести к снижению температуры, так как молекулы газа теряют часть своей энергии. Это также влияет на внутреннюю энергию оставшегося газа.

Таким образом, при откачивании воздуха из баллона внутренняя энергия оставшейся части воздуха уменьшается из-за уменьшения количества молекул, снижения их средней скорости и, как следствие, понижения температуры. Все эти факторы приводят к снижению внутренней энергии оставшегося газа.